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申请号:    201710816213.5    

申请人:    天津大学    

发明人:    朱玉梅; 王丹    

摘要：

        本发明公开了一种宏观形貌可控的纳米晶陶瓷刚玉磨料的制备方法。在溶胶凝胶法制备刚玉磨料的基础上，采用凝胶注模成型工艺对刚玉磨料的宏观形貌进行控制。通过调整球磨浆料的固含量、粘度、密度、流动性等来控制注模的成型效果和磨料性能。本发明以Al(NO3)3·9H2O为原料和氨水反应，制备Al(OH)3凝胶，然后向凝胶中加入占原料质量分数0.62％～1.05％的C16H36O4Ti，(OC2H5)4和氧化铝晶种。加水调整Al(OH)3的固含量至4％～10％，球磨5～10小时得到注模浆料，再经过注模、烘干、成型、脱模、干燥、烧结、筛分等工艺流程制备出宏观形貌均一可控的纳米晶陶瓷刚玉磨料。

主权利要求：

        1 .一种宏观形貌可控的纳米晶陶瓷刚玉磨料及其制备方法；以Al(NO3)3·9H2O为原料， 外加添加剂占原料的质量百分比含量为0 .62％～1 .05％，溶胶—凝胶中Al(OH)3的固含量 为4％～10％，所述添加剂的原料组成及其质量百分比含量为：C16H36O4Ti 20％～65％，Si (OC2H5)4 15％～40％，氧化铝晶种20％～70％。 上述宏观形貌可控的纳米晶陶瓷刚玉磨料的制备方法，具有如下步骤： (1)采用Al(NO3)3·9H2O为原料，加入的聚乙二醇PEG1000溶解于水配成Al3+浓度为0 .3 ～0 .6mol/L，所述PEG1000的浓度为8 .00～14 .00g/L的溶液； (2)将氨水以1：10的比例用去离子水稀释，向步骤(1)的溶液中缓慢滴加稀释后的氨 水，在常温下进行搅拌，控制pH到9 .0～9 .6，使其反应完全，停止加氨水后再搅拌30～60min 至其均一稳定，然后经过抽滤，反复洗涤搅拌，再抽滤得到Al(OH)3湿凝胶，即得到注模浆料 前驱体； (3)按照质量百分比含量为：C16H36O4Ti 20％～65％，Si(OC2H5)4 15％～40％，氧化铝晶 种20％～70％配置添加剂，再将添加剂加入到步骤(2)所得凝胶前驱体中，以水为介质，采 用刚玉磨球，湿法球磨5～10小时使其均匀，得到球磨浆料； (4)再向涂抹了二甲基硅油的高密度聚乙烯HDPE模板中注入球磨浆料；根据所需磨料 颗粒的体积，注入40～80倍体积的浆料。在20～50℃下烘干1～10h成型，脱模取出，然后在 70～100℃下干燥脱水10～24h得到烧结前驱体颗粒。 (5)将步骤(4)所得前驱体颗粒于1300℃～1400℃煅烧0 .5～1 .5h，再进一步筛分，得到 宏观形貌均一稳定可控的纳米晶陶瓷刚玉磨料。 

        2 .根据权利要求1所述的宏观形貌可控的纳米晶陶瓷刚玉磨料，其特征在于，所述步骤 (3)中球磨时间由Al(OH)3的质量分数来确定，Al(OH)3含量越高球磨时间越长。 3 .根据权利要求1所述的宏观形貌可控的纳米晶陶瓷刚玉磨料，其特征在于，所述步骤 (4)根据浆料中Al(OH)3的固含量来控制浆料的粘度在14～38mPa·s ,质量收缩率在90％～ 96％之间、体积收缩率在97 .5％～98 .75％之间。