一种在石英陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108383546A(43)申请公布日2018.08.10(21)申请号201810343016.0(22)申请日2018.04.17(71)申请人山东理工大学地址255086山东省淄博市高新技术开发区高创园A座313室(72)发明人白佳海(51)Int.Cl.C04B41/85(2006.01)权利要求书1页说明书2页(54)发明名称一种在石英陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法(57)摘要一种在石英陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法，其特征在于采用以下步骤：（1）把偏磷酸铝、磷酸铝、氧化铝按比例混合在一起，然后用干压法对混合后的粉体进行成型；（2）把干压成型坯体和石英陶瓷置于高温炉内，并把成型坯体放在石英陶瓷的正上方；（3）以20℃/min的速度升温到900℃并保温60-120分钟，然后随炉冷却到室温，即可在石英陶瓷表面制得一层致密的玻璃薄膜；（4）把附有玻璃薄膜的石英陶瓷加热到700℃并保温2小时，然后随炉冷却到室温，即可在石英陶瓷表面制得致密磷酸铝膜。CN108383546ACN108383546A权利要求书1/1页1.一种在石英陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法，其特征在于采用以下步骤：（1）把偏磷酸铝、磷酸铝、氧化铝按照摩尔比2：1：1的比例混合在一起，然后用干压法对混合后的粉体进行成型，干压成型的压力为60Mpa；（2）把干压成型坯体和石英陶瓷置于高温炉内，并把成型坯体放在石英陶瓷的正上方，并利用支撑物使坯体和石英陶瓷间的距离保持在0.1毫米；（3）以20℃/min的速度升温到900℃并保温60-120分钟，然后随炉冷却到室温，即可在石英陶瓷表面制得一层致密的玻璃薄膜；（4）把附有玻璃薄膜的石英陶瓷以5℃/min的速度加热到700℃并保温2小时，然后随炉冷却到室温，即可在石英陶瓷表面制得致密磷酸铝膜。2CN108383546A说明书1/2页一种在石英陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法技术领域[0001]本发明提供的是一种在石英陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法，属于陶瓷材料制备技术领域。背景技术[0002]磷酸铝作为粘结剂和耐高温的陶瓷材料，其易于制备，便于保存，具有良好的常温和高温性能，被广泛利用为耐摩擦材料、耐高温材料及可作为某些材料的耐氧化薄膜材料。将磷酸铝应用到高温陶瓷领域可以制备得到致密的薄膜，利用其制备的陶瓷薄膜包裹在基体表面可显著提高基体的摩擦磨损性能以及部分基体材料（如碳化物、氮化物等）的抗氧化性能。石英是一种耐高温材料，如果在其表面涂覆一层致密的磷酸铝膜，可以显著提高其力学性能，对于延长其使用寿命、降低使用成本，具有非常重要的实际应用价值。目前，有的研究者（魏连启等，新型纳米磷酸铝致密陶瓷薄膜的制备与表征，稀有金属材料与工程，2007年8月增刊，516-518页）利用纳米磷酸铝的高烧结活性来制备致密磷酸铝薄膜，但这种方法比较复杂，不利于在工业生产中应用推广。为了克服以上缺陷，本技术发明提供了一种高效、安全、可靠、易于操作、成本低廉、可工业化生产的、在石英陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法。发明内容[0003]本发明技术提供一种高效、安全、可靠、易于操作、成本低廉、可工业化大批量生产的在石英陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法，其技术方案为：一种在石英陶瓷表面制备致密磷酸铝膜的方法，其特征在于采用以下步骤：（1）把偏磷酸铝、磷酸铝、氧化铝按照摩尔比2：1：1的比例混合在一起，然后用干压法对混合后的粉体进行成型，干压成型的压力为60Mpa；（2）把干压成型坯体和石英陶瓷置于高温炉内，并把成型坯体放在石英陶瓷的正上方，并利用支撑物使坯体和石英陶瓷间的距离保持在0.1毫米；（3）以20℃/min的速度升温到900℃并保温60-120分钟，然后随炉冷却到室温，即可在石英陶瓷表面制得一层致密的玻璃薄膜；（4）把附有玻璃薄膜的石英陶瓷以5℃/min的速度加热到700℃并保温2小时，然后随炉冷却到室温，即可在石英陶瓷表面制得致密磷酸铝膜。[0004]本技术发明的工作原理：偏磷酸铝的熔点较低，在800℃下能完全熔融为液态。把偏磷酸铝、磷酸铝、氧化铝按照摩尔比2：1：1的比例混合在一起，在900℃下形成一部分液体，这部分液体具有较好的流动性，会在保温过程中滴到石英陶瓷的表明，且该液相具有较大的表面张力，能在石英陶瓷表面形成一层液膜，冷却后形成玻璃膜；在加热到700℃并保温2小时后，玻璃膜就会反应、结晶形成致密的磷酸铝膜。用XRD衍射技术分析发现，其主晶相是磷酸铝。具体实施方式3CN108383546A说明书2/2页[0005]实施例1把偏磷酸铝、磷酸铝、氧化铝按照摩尔比2：1：1的比例混合在一起，然后用干压法对混合后的粉体进行成型，干压成型的压力为60Mpa；把干压成型