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申请号: 201710794262.3

申请日: 2017.09.06

国家/省市:中国天津(12)

公开号: 107628809A

公开日: 2018.01.26

主分类号:C04B 35/117(2006.01)

分类号: C04B 35/117(2006.01); C04B 35/622(2006.01); C09K 3/14(2006.01)

申请人: 天津大学

发明人: 李志宏; 游佳丽; 朱玉梅

代理人: 张宏祥

代理机构:天津市北洋有限责任专利代理事务所(12201)

申请人地址:天津市津南区海河教育园雅观路135号（天津大学北洋园校区）

摘要： 本发明公开了一种微观层状互锁纳米晶陶瓷刚玉磨料及其制备方法，以Al(NO3)3·9H2O为原料，PEG1000为分散剂，自制氧化铝晶种占原料的质量分数为0.40％～0.50％，外加添加剂为原料质量百分比含量的0.15％～0.75％，添加剂的原料组成及其原料的质量百分比含量为Y(NO3)3·6H2O0％～40％，Ce(NO3)3·6H2O0％～40％，CaF20％～50％，C16H36O4Ti20％～65％。本发明控制了陶瓷刚玉磨料的微观结构特征，刚玉磨料内部均匀排布着致密层状相互穿插的晶粒，磨粒内部晶粒径长平均尺寸在600nm～1300nm之间，晶粒片层厚度在50nm～280nm之间；晶粒径厚比(径长比厚度)在3～11之间。通过显微结构的控制，提高了刚玉磨料的断裂韧性、抗压强度和自锐性等机械性能；且单颗粒抗压强度可达41N。

主权利要求

一种微观层状互锁纳米晶陶瓷刚玉磨料，以Al(NO3)3·9H2O为原料，外加添加剂为原料质量百分比含量的0.15％～0.75％，外加自制氧化铝晶种为原料质量百分比含量的0.40％～0.50％；所述添加剂的原料组成及其质量百分比含量为：Y(NO3)3·6H2O5％～40％，Ce(NO3)3·6H2O10％～40％,CaF220％～50％，C16H36O4Ti20％～65％；上述微观层状互锁纳米晶陶瓷刚玉磨料的制备方法，具有如下步骤：(1)以Al(NO3)3·9H2O为原料，加入PEG1000溶解于水配成Al3+浓度为0.3～0.6mol/L的溶液；(2)将氨水用去离子水稀释，向步骤(1)的溶液中缓慢滴加稀释后的氨水，在常温下进行中速搅拌，控制pH到9.2～9.8，使其反应完全；停止加氨水后再搅拌一段时间至其均一稳定直至完全凝胶化，然后经过抽滤，反复洗涤得到Al(OH)3凝胶前驱体；(3)按照原料质量百分比含量为：5％～40％的Y(NO3)3·6H2O，10％～40％的Ce(NO3)3·6H2O，20％～50％的CaF2，20％～65％的C16H36O4Ti配置添加剂；自制氧化铝晶种；再按外加添加剂0.15％～0.75％和外加晶种0.40％～0.50％加入到步骤(2)所得凝胶前驱体中，以水为介质控制Al(OH)3凝胶前驱体的质量分数为7.50％～10.0％，采用刚玉磨球，湿法球磨使其充分混匀后，再于50℃～90℃下干燥，得到干凝胶，然后经过破碎造粒、筛分得到烧结前驱体颗粒；(4)将步骤(3)所得前驱体颗粒于1250℃～1400℃煅烧保温，再进一步筛分、分级，得到不同粒度的微观层状互锁纳米晶陶瓷刚玉磨料。