CN102030516A - 一种提高氧化铝空心球强度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种提高氧化铝空心球强度的方法。浸泡含磷酸和硫酸铝铵复合水溶液结合剂进行表面改性，进入氧化铝空心球的孔壁，分布在氧化铝晶粒之间，复合结合剂在受热的条件下先是生成聚磷酸铝，后在1200℃生成磷石英型磷酸铝，1700℃热处理后转变成高温相-方石英型磷酸铝。复合结合剂修饰氧化铝空心球强度在不同温度阶段反应特点有关，在900℃热处理的时候，复合结合剂存在分解和聚合过程，综合结果显示出分解形成微裂纹为主从而造成强度降低，随着温度升高，生成的聚磷酸铝转变成磷酸铝从而促进裂纹的愈合和晶粒之间的烧结，从而大幅度提高了复合结合剂修饰改性氧化铝空心球耐压性能的提高，1700℃热处理后提高到原有强度的2.6倍。
Description
技术领域
本发明涉及空心球及制备方法，尤其是涉及一种提高氧化铝空心球强度的方法。
背景技术
氧化铝空心球本身就存在较多的缺陷，如孔洞、裂纹等，这些缺陷的存在会降低空心球本身的强度，从而影响制品的性能。采用30颗氧化铝空心球进行耐压实验，测试所用氧化铝空心球大小在3～4mm，所用30颗样品随机抽选，耐压强度平均为15.7N，扫描电镜发现氧化铝空心球存在不一致的裂纹、孔洞以及球壁中空等缺陷，这些缺陷是造成氧化铝空心球强度偏低的主要原因。此外，这些缺陷的存在，是采用该空心球制备产品的破坏源，即使是烧结良好的轻质氧化铝空心球陶瓷，残留的缺陷也将是断裂源。这类缺陷氧化铝空心球存在是降低制品总体强度的主要原因之一，若能有效减少或消除缺陷，可提高空心球的耐压强度，进而可以提高轻质氧化铝空心球陶瓷的耐压强度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高强度氧化铝空心球及制备方法。
为达到上述目的，本发明的技术方案如下：
先配置好磷酸含量为5～25wt％、硫酸铝铵含量为3～15wt％的复合水溶液，然后把氧化铝空心球放入水溶液中搅拌，浸泡10～60分钟之后取出干燥，然后放入高温炉中热处理，热处理温度为1550～1700℃，保温时间为2～10小时。
本发明具有的有益效果是：
采用浸泡含磷酸和硫酸铝铵水溶液结合剂的方法进行表面改性，结合剂能吸附在氧化铝空心球的表面，并能通过缝隙和孔洞进入氧化铝空心球的孔壁，分布在氧化铝晶粒之间，复合结合剂在受热的条件下先是生成聚磷酸铝(Al(PO3)3)，后在1200℃生成磷石英型磷酸铝，1700℃热处理后转变成唯一的高温相-方石英型磷酸铝。复合结合剂修饰氧化铝空心球强度在不同温度阶段反应特点有关，在900℃热处理的时候，复合结合剂存在分解和聚合两个过程，两者综合结果显示出分解形成微裂纹为主从而造成强度降低，随着温度升高，生成的聚磷酸铝转变成磷酸铝从而更进一步促进裂纹的愈合和晶粒之间的烧结，从而大幅度提高了复合结合剂修饰改性氧化铝空心球耐压性能的提高，1700℃热处理后提高到原有强度的2.6倍。
附图说明
附图是氧化铝空心球耐压强度测试装置图。
图中：1、砝码，2、砝码盘，3、承重柱体，4、固定圆环，5、单颗氧化铝空心球，6、底座。
具体实施方式
具体实施例
先配置好磷酸含量在5～25wt％、硫酸铝铵含量在3～15wt％的复合水溶液，然后把氧化铝空心球放入水溶液中搅拌，浸泡10～60分钟之后取出干燥，然后放入高温炉中热处理，热处理温度为1550～1700℃，保温时间2～10小时，得到高强氧化铝空心球，不同热处理温度氧化铝空心球耐压能力见表1.
采用自制设备测试单颗氧化铝空心球的力学性能，设备结构如图1所示。该装置由固定圆环4和承重柱体3及砝码1组成，把单颗氧化铝空心球5放入固定圆环4中，6为底座，加上承重柱体3，然后在承重柱体3的砝码盘2上放入砝码1，直到单颗氧化铝空心球球体破碎，承重柱体3、砝码盘2和砝码1的重量之和就是该球体的耐压能力。
表1氧化铝空心球在不同温度处理后的耐压能力
注：未处理原始氧化铝空心球耐压强度为15.7N
Claims (1)
1.一种提高氧化铝空心球强度的方法，其特征在于：先配置好磷酸含量为5～25wt％、硫酸铝铵含量为3～15wt％的复合水溶液，然后把氧化铝空心球放入水溶液中搅拌，浸泡10～60分钟之后取出干燥，然后放入高温炉中热处理，热处理温度为1550～1700℃，保温时间为2～10小时。
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