一种ZrO₂-AlN-C镶嵌环的制备工艺

摘要

本发明公开了一种ZrO₂-AlN-C镶嵌环的制备工艺，它是以单斜ZrO₂为主要原料、以钙盐、镁盐和Y(NO₃)₃中的一种或几种为稳定剂、以纸浆为结合剂，混合均匀压制成型制坯体，干燥后送入高温电炉、在1300-1500℃下烧成，保温时间为1-7小时，制备出含微纳米孔的半稳定ZrO₂镶嵌环；将半稳定ZrO₂镶嵌环放入由金属Al、树脂和无水乙醇的混合液中真空浸渍，最后取出镶嵌环干燥后表面磨平即可；本发明采用可放出气体的稳定剂来制备含微纳米孔的半稳定ZrO₂镶嵌环，采用碳包裹金属铝真空浸渍，使金属Al浸渍入ZrO₂微纳米孔中、并在高温过程中原位生成AlN，解决了Al难氮化及Al与稳定剂反应问题，ZrO₂-AlN-C复合材料具有体积稳定、性能优良的特点，此种制备工艺还具有节能降耗、缩短生产周期、生产成本低优点。

主权项

一种ZrO₂‑AlN‑C镶嵌环的制备工艺，它是以单斜ZrO₂为主要原料、以钙盐、镁盐和Y(NO₃)₃中的一种或几种为稳定剂、以纸浆为结合剂，混合均匀压制成型制坯体，坯体干燥后，将坯体送入高温电炉、在1300‑1500℃下烧成，保温时间为1‑7小时，烧成过程中稳定剂放出气体，在ZrO₂制品表面和内部形成微纳米孔，从而制备出含微纳米孔的半稳定ZrO₂镶嵌环；将含微纳米孔的半稳定ZrO₂镶嵌环放入由金属Al、树脂和无水乙醇的混合液中，将混合液真空浸渍，使混合液充分进入ZrO₂镶嵌环中的微纳米孔中，最后取出镶嵌环干燥，干燥后表面磨平即可；所述的单斜ZrO₂所占的质量百分比为80‑90%，稳定剂所占的质量百分比为10‑20%；所述的钙盐稳定剂为CaCO₃、Ca(OH)₂或CaCl₂；镁盐稳定剂为MgCO₃、MgCl₂或Mg(OH)₂；所述的混合液中，金属Al 与树脂的质量比为Al ：树脂=0.5‑2；所述的树脂包括热塑性酚醛树脂、热固性酚醛树脂和酚醛清漆中的一种或几种：所述半稳定的ZrO₂镶嵌环在金属Al、树脂和无水乙醇的混合液中真空浸渍时间为1‑3小时；抽真空使其压力小于2500Pa；ZrO₂与金属Al树脂和无水乙醇的混合液之间的质量比为1:3—5；所述浸渍后ZrO₂镶嵌环的干燥工艺为：升温至55‑65℃保温6‑12小时，再升温至110—120℃保温6‑12小时，继续升温至150‑300℃保温15‑24小时。