通过多元复合的方法可以提高Al2O3基陶瓷材料的烧结性能,降低其烧结温度,使其在较低的温度下可以达到致密化,并且适当的材料组分、晶粒生长抑制剂和烧结工艺可以使晶粒细化,进而提高材料的力学性能。Al2O3陶瓷化学稳定性好、耐热和耐磨性能优异且价格低廉,在国内外研制的各类陶瓷刀具材料中一直占据着较大的份额。但是,断裂韧度低成为制约氧化铝陶瓷材料应用和发展的主要因素。
当前，Al2O3基陶瓷材料的制备方法有:无压烧结、热压烧结、热等静压、自蔓延高温合成技术、放电等离子体烧结和气压烧结等。传统制备工艺存在制备设备与工艺复杂,成本高,不利于产业化等不足之处。
制备Al2O3-TiN的工艺路线为:(1)采用分散剂γ–氨丙基三乙氧基硅烷KH550和分散介质无水乙醇对纳米TiN粉末原料进行分散处理;分散处理时先将纳米TiN粉末和无水乙醇按照体积比例1∶50配制成悬浮液,然后按照γ-氨丙基三乙氧基硅烷KH550与悬浮液体积比例1︰100对悬浮液进行分散处理,经真空干燥后获得分散处理后的纳米TiN粉末原料;(2)将按比例配制的Al2O3、分散处理后的纳米TiN粉末、微米TiN、MgO混合粉末装入缸式球磨机中,添加无水乙醇作为球磨介质,用氧化铝陶瓷球球磨48小时,真空干燥后用100目筛过筛;(3)将过筛后的配料装入上下封闭的石墨容器,再放入真空烧结炉内;(4)在升温速率70℃/min、压力32MPa、温度1650℃-1700℃、保温15-45min条件下制备成Al2O3-TiN纳米复合陶瓷材料。
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