一种氧化铝基绝缘子及其低温烧结方法

摘要

本发明公开了一种氧化铝基绝缘子及其低温烧结方法，该氧化铝基绝缘子烧结温度低于1100℃、体积电阻率不低于5×10¹³Ω•cm、介电强度不低于500kV/cm、热导率不低于30W/m·K、抗弯强度不低于400Mpa、杨氏模数不低于300Gpa、断裂韧性不低于10Mpa；该氧化铝基绝缘子通过特定溶胶‑凝胶工艺制备纳米氧化铝粉末、再加入多种功能助剂和助烧结剂进行高压低温烧结；本发明的氧化铝基绝缘子制备温度低，机械性能和电性能优越、经济性好、结构致密、适用于大规模工业化生产。

主权项

一种氧化铝基绝缘子的低温烧结方法，其特征在于包括以下步骤：1）原材料的准备①基体原材料的准备，包括如下重量份的材料：六水氯化铝50‑60份、足量纯净水、氨水32‑38份、足量稀盐酸溶液、3‑5%浓度的聚乙烯醇溶液20‑30份、足量无水乙醇、纳米碳化硅粉末3‑5份、纳米二硫化钼粉末3‑5份、三氧化二钇粉末3‑5份、二氧化锆粉末5‑8份、氧化钙粉末4‑7份、二氧化硅粉末6‑10份；2）纳米氧化铝粉体的制备①将六水氯化铝与适量纯净水混合，搅拌并过滤杂质，调配至获得质量百分比58%‑65%的氯化铝溶液；②将步骤①获得的盛有氯化铝溶液的容器进行高频振动，再将氨水雾化后均匀缓慢地通入步骤①制备的氯化铝溶液中，获得待处理溶液；③步骤②完成后继续高频振动30min‑40min，然后将步骤②获得的待处理溶液置于25℃‑30℃的恒温环境下，并机械搅拌30min‑40min，获得预制溶液；④在步骤③获得的预制溶液内缓慢滴加稀盐酸溶液并搅拌，至溶液的PH值4.8‑5.2，获得原始溶胶液；⑤将步骤④获得的原始溶胶液置于70℃‑80℃温度下，回流8h，获得预制溶胶液；⑥在步骤⑤获得的预制溶胶液内缓慢添加3‑5%浓度的聚乙烯醇溶液，获得待处理溶胶；⑦采用无水乙醇对步骤⑥获得的待处理溶胶进行反复冲洗，至洗净，获得待用溶胶；⑧将步骤⑦获得的待用溶胶置于480℃‑550℃下进行煅烧至成粉，所获得的粉末即为所需纳米氧化铝粉体；3）氧化铝基绝缘子的低温烧结①将2）中步骤⑧获得的纳米氧化铝粉体与纳米碳化硅粉末、纳米二硫化钼粉末、三氧化二钇粉末、二氧化锆粉末、氧化钙粉末、二氧化硅粉末混合并搅拌均匀，获得混合物料；②将步骤①获得的混合物料填入绝缘子模具中，至压实，压紧力不低于500N；③将步骤②获得的填充了混合物料的绝缘子模具放置于炉内压强为18‑20Mpa的保护气氛里，1000℃‑1050℃温度下进行烧结，烧结时间2h‑3h；④烧结完成后，炉温T不低于800℃时随炉冷却；炉温T处于500℃≤T＜800℃半开炉门冷却；炉温T＜500℃出炉空冷；空冷至T＜150℃后将烧结的绝缘子毛坯脱出模具；⑤采用金刚石磨料振动去毛刺设备对绝缘子毛坯进行振动去毛刺及抛光处理，即获得所需绝缘子。