[發明專利]一種氧化鋯纖維增韌氧化鋯陶瓷材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201710465509.7
• 申請日: 2017-06-19
• 公開（公告）號: CN109133955A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 李現祥;姜守振
• 申請（專利權）人: 濟南瑰寶新材料有限公司
• 主分類號: C04B35/80
• 分類號: C04B35/80;C04B35/84
• 代理公司: 山東眾成清泰律師事務所 37257
• 代理人: 牟迅

本發明提供一種氧化鋯纖維增韌氧化鋯陶瓷材料及其制備方法，通過如下方法制得：將氧化鋯纖維短切絲，和氧化鋯粉料混合均勻，加入一定量的粘結劑、結合劑和潤滑劑，制備出氧化鋯纖維摻加的氧化鋯陶瓷坯料；然后制成符合形狀要求的氧化鋯坯體；在氧化鋯坯體表面涂覆氧化鋯溶膠、干燥、入窯燒制，得到氧化鋯纖維增韌氧化鋯陶瓷材料，致密的氧化鋯“類釉層”提高陶瓷制品的表面強度和抗摩擦性。本發明制備的氧化鋯材料斷裂韌性好、抗沖擊性能高，大大避免消費電子陶瓷結構件的碎裂和刮花現象，延長使用壽命。加工成消費電子陶瓷結構件具有更出色的外觀、更細膩的質感、更強的耐磨抗刮性、耐摔性，更好的滿足以智能手機為代表的消費電子產品的要求。

技術領域

本發明屬于消費電子陶瓷結構件材料技術領域，具體涉及一種氧化鋯纖維增韌氧化鋯陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

氧化鋯陶瓷具有高強度、高硬度、耐高溫、耐酸堿腐蝕及高化學穩定性等優異性質，是一種新型高技術陶瓷，同時還具有良好的人體親膚性。隨著以智能手機為代表的消費電子產品的發展，氧化鋯陶瓷在該領域的應用越來越廣泛。目前最主要的應用領域是后蓋，這是對塑料、玻璃、金屬材料的升級和補充。其次是用于指紋識別的貼片或可穿戴設備的外殼，主要受益于指紋識別器裝機率的提升和對藍寶石的替代。最后是用于鎖屏和音量鍵等小型結構件，這是對功能機時代就有的陶瓷按鍵業務的延續。氧化鋯陶瓷不會對信號產生屏蔽，其介電常數是玻璃材質的2倍，信號穿透性更好，抗彎強度、抗熱振性等性能更加優異，比金屬和玻璃材質更加符合5G通信的要求。所以，5G通信的到來將在客觀上促進陶瓷機殼的普及。隨著全球移動消費電子的快速發展，消費電子氧化鋯陶瓷結構件的需求也與日俱增。

氧化鋯陶瓷同玻璃和其他陶瓷材料相比雖然相對韌性大，但仍然存在脆性大，抗沖擊能力差的缺點，影響了氧化鋯陶瓷材料在消費電子領域的使用范圍。只有進一步改善氧化鋯陶瓷的斷裂韌性，實現材料強韌化，提高其可靠性和使用壽命，才能使氧化鋯陶瓷材料更符合以智能手機為代表的消費電子產品的要求。

發明內容

為了解決上述缺陷，本發明提供了一種氧化鋯纖維增韌氧化鋯陶瓷材料及其制備方法，提高了氧化鋯陶瓷材料的整體韌性。

一種氧化鋯纖維增韌氧化鋯陶瓷材料，該材料包括制備氧化鋯陶瓷的氧化鋯纖維、氧化鋯粉料、粘結劑、結合劑和潤滑劑，其特征在于：采用2~4%摩爾氧化釔穩定氧化鋯纖維；在制成的中間體氧化鋯坯體表面涂覆氧化鋯溶膠。

進一步的，為了達到更好地效果，氧化鋯纖維、氧化鋯粉料、粘結劑、結合劑和潤滑劑混合時，各自的質量分數為：氧化鋯纖維5~10%，氧化鋯粉料80~90%，粘結劑3~5%，結合劑2~5%，潤滑劑2~5%。

進一步的，所述氧化鋯粉料為市售品或者通過共沉淀法、水熱法、前驅體法中的一種方法制備；優選采用2~4%摩爾氧化釔穩定氧化鋯粉料，粉料粒徑為50~500nm。

進一步的，所述粘結劑為氧化鋯溶膠。

進一步的，所述結合劑為石蠟、聚丙稀或者環氧樹脂、聚苯乙稀或者水、甲基纖維素、甘油組合中的一種，結合劑純度大于99%。

進一步的，所述潤滑劑為硬脂酸或者石蠟；潤滑劑純度大于99%。

一種氧化鋯纖維增韌氧化鋯陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

（1）將氧化鋯纖維短切絲，然后和氧化鋯粉料混合均勻，加入一定量的高溫粘結劑、結合劑和潤滑劑，制備出氧化鋯纖維摻加的氧化鋯陶瓷坯料；

（2）通過壓制成型、注射成型或者流延成型方法制成符合形狀要求的氧化鋯坯體；

（3）氧化鋯坯體表面涂覆氧化鋯溶膠、干燥、入窯燒制，得到氧化鋯纖維增韌氧化鋯陶瓷材料。

進一步的，為了使纖維與氧化鋯粉混合均勻，需將長氧化鋯纖維短切成短絲，達到所需長度，氧化鋯纖維短絲長徑比30:1~100:1。