[發明專利]一種陶瓷及其制備方法與應用

無效

• 申請號: 201210127756.3
• 申請日: 2012-04-27
• 公開（公告）號: CN102627457A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 龔斌;劉革命;李聯和;胡志軍;楊惠明;王文平;謝楠;彭牛生
• 申請（專利權）人: 贛州虔東稀土集團股份有限公司
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種氧化鋯陶瓷，屬于結構陶瓷技術領域。

背景技術

氧化鋯具有單斜晶系、四方晶系和立方晶系三種晶型。通常為單斜晶系，密度為5.65g/cm³；在1170℃轉化為四方晶系，密度為6.10g/cm³；在2715℃轉化為立方晶系，密度為6.27g/cm³。在燒結氧化鋯陶瓷時，晶型之間的轉化伴隨著體積的膨脹與收縮，這種膨脹與收縮不發生在同一溫度，因此采用純氧化鋯燒結時會造成制品開裂，很難生產純氧化鋯成分的陶瓷，在實際生產中采用添加某些氧化物作為晶型穩定劑，如添加Y₂O₃、CaO、MgO等，使氧化鋯的晶型穩定為四方晶型，降低制品在晶型轉變時的收縮或膨脹。

目前，常見的氧化鋯陶瓷制品材質為氧化釔穩定的氧化鋯結構陶瓷，該材質制品的性能在200℃以上的環境中工作會嚴重降低：在高于200℃的環境中使用，易出現裂紋，表面脫落等缺陷，從而降低使用壽命。氧化釔穩定的氧化鋯制品密度理論上限為6.10g/cm³，實際生產的釔鋯陶瓷制品密度范圍為5.9～6.07g/cm³，該材質的研磨介質在處理粘稠或密度大物料的應用中，容易浮于物料上方，降低工作效率。雖然立方相氧化鋯理論上具有6.27g/cm³的密度，但在制備過程中，隨著溫度降低，其晶型轉變為體積更大的四方相，密度降低，因此6.27g/cm³的氧化鋯難于實際應用。

發明內容

為解決以上問題，本發明提供一種抗熱震性好，在250℃以下力學性能基本保持不變且密度范圍在5.5～6.4g/cm³的氧化鋯結構陶瓷。

本發明采用的技術方案為：同時添加稀土氧化物氧化釔和氧化鈰到氧化鋯中，經過成型、燒結、加工制備氧化鋯結構陶瓷，調節陶瓷產品的密度和抗熱震性能。

本發明的陶瓷，以氧化物計包含CeO₂?7～30wt％、Y₂O₃?0.1～12wt％、ZrO₂?58～92wt％。

本發明陶瓷的優選方案之一為組成中還包含Al₂O₃?0.5～15wt％和/或TiO₂?0.1～0.5wt％。

本發明陶瓷的再一優選方案為組成中還包含Gd₂O₃?0.5～3wt％、La₂O₃?0.1～3wt％、Pr₆O₁₁?0.5～8wt％、Nd₂O₃?0.05～0.1wt％、Tb₄O₇?0.04～0.1wt％中至少一種。

本發明陶瓷的制備方法，包括以下步驟：