[發明專利]一種氧化鋯復合陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201410481731.2
• 申請日: 2014-09-19
• 公開（公告）號: CN104261822A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 周宏明;姜桂;賈洋;夏慶路
• 申請（專利權）人: 中南大學;株洲市創銳高強陶瓷有限公司
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/622
• 代理公司: 長沙市融智專利事務所 43114
• 代理人: 顏勇

1.一種氧化鋯復合陶瓷，其特征在于：按質量百分比包括下述組分：

ZrO₂??90.0-96.5％；

TiB₂??3.0-9.5％；

其它不可避免雜質的總量≤1％。

2.根據權利要求1所述的一種氧化鋯復合陶瓷，其特征在于：所述TiB₂通過原位生成并均勻分布于ZrO₂基體中。

3.根據權利要求2所述的一種氧化鋯復合陶瓷，其特征在于：所述TiB₂的顆粒尺寸為50-500nm。

4.根據權利要求1-3任意一項所述的一種氧化鋯復合陶瓷，其特征在于：所述氧化鋯復合陶瓷的表面硬度為1405-1436HV，斷裂韌性為11.22-13.30Mpa·m^-1/2，抗彎強度為320-357Mpa。

5.一種制備權利要求1-3任意一項所述的一種氧化鋯復合陶瓷的方法，其特征在于包括下述步驟：

步驟一

按質量比TiO₂：B₂O₃＝1.2-1.5:1配取B₂O₃粉末、TiO₂粉末；

然后按所配取的B₂O₃粉末和TiO₂粉末總質量與碳水化合物質量之比為1：8-10配取碳水化合物；

將配取的B₂O₃粉末、TiO₂粉末以及碳水化合物混合均勻后，在保護氣氛下進行燒結，得到改性的混合粉末；所述燒結的溫度為200-400℃；

步驟二

按質量百分比ZrO₂?75.0-90.0％、改性的混合粉末10.0-25％，配取ZrO₂粉末和改性的混合粉末并混合均勻，得到混合粉末A；

步驟三

將混合粉末A壓制成型后燒結，得到氧化鋯復合陶瓷。

6.根據權利要求5所述的一種制備氧化鋯復合陶瓷的方法，其特征在于：所述ZrO₂粉末的粒度為50-800nm；所述B₂O₃粉末的粒度為50-800nm，所述TiO₂粉末的粒度為50-800nm。

7.根據權利要求5所述的一種制備氧化鋯復合陶瓷的方法，其特征在于：所述碳水化合物選自蔗糖、葡萄糖中的一種；所述碳水化合物顆粒的粒度為200-900nm。

8.根據權利要求5所述的一種制備氧化鋯復合陶瓷的方法，其特征在于，步驟一中：

所述改性的混合粉末由表面均勻包覆有C的TiO₂粉末與表面均勻包覆有C的B₂O₃粉末混合組成；

所述改性的混合粉末的粒度為0.1-1.0μm；

所述保護氣氛選自氬氣氣氛、氮氣中的一種；

所述燒結的時間為3-7h。

9.根據權利要求5所述的一種制備氧化鋯復合陶瓷的方法，其特征在于：步驟二中，將配取的ZrO₂粉末、改性的混合粉末放入氧化鋯球磨罐中，以無水乙醇作為球磨介質，控制球磨轉速為200-300r/min，球磨12-36h后，對所得漿料進行干燥處理得到混合粉末A。

10.根據權利要求5所述的一種制備氧化鋯復合陶瓷的方法，其特征在于，步驟三中：

所述壓制成型是：取-200目的混合粉末A；加入占所取混合粉末A質量2-4％的粘結劑，混合均勻后，在20-40Mpa保壓1-2min，得到壓壞；所述粘結劑選自聚乙烯醇、聚乙烯縮丁醛中的一種；

所述燒結是：將壓坯置于燒結爐內，在保護氣氛下，先以2-5℃/min的速度升溫到300-400℃，保溫1-2h，然后再以2-5℃/min的升溫速度升溫至700-800℃，保溫1-2h；接著以5-10℃/min的速度升溫到1450-1600℃，保溫4-6h后隨爐冷卻至室溫；得到所述氧化鋯復合陶瓷；燒結時所用保護氣氛選自氮氣氣氛、氬氣氣氛中的一種。