[發明專利]一種黑色氧化鋯陶瓷材料組合物及其應用

在審

• 申請號: 201711498437.2
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108033789A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發明（設計）人: 邱基華;李喜宏;白姣姣
• 申請（專利權）人: 潮州三環（集團）股份有限公司
• 主分類號: C04B35/49
• 分類號: C04B35/49
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 宋靜娜;郝傳鑫

本發明公開了一種黑色氧化鋯陶瓷材料組合物，包含以下質量百分含量的成分：氧化鐵0.01?4％、氧化鈷0.01?3.5％、氧化鋁0.01?15％、氧化鋅0?3.5％、氧化釔2?7％、氧化鈦0?4％、二氧化硅0.01?1.0％，余量為含有氧化鉿的氧化鋯。本發明通過在氧化鋯陶瓷粉體里面添加黑色的著色劑，控制所添加的二氧化硅和氧化鋁的粒度，提高氧化鋯陶瓷的遮蓋力和黑度，降低其透光度，提高其成型瓷體的機械強度，保證產品顏色和強度兩方面的優異效果。同時，本發明還公開了采用所述黑色氧化鋯陶瓷材料組合物制備而成的黑色氧化鋯陶瓷以及所述黑色氧化鋯陶瓷的制備方法。

技術領域

本發明涉及一種陶瓷材料粉體及其應用，尤其是一種黑色氧化鋯陶瓷材料組合物及其應用。

背景技術

二氧化鋯由于具有優良的力學、熱學、電學性能，在結構材料、光學元件、氧敏元件和燃料電池等方面有著廣泛的應用。近年來，隨著人們對裝飾品需求的高速發展，黑色氧化鋯陶瓷以其優異的機械性能、鮮艷的顏色、金屬光澤和無過敏作用等特點，成為高檔裝飾的新寵材料，在高檔表鏈、手鏈、手機外殼等有著廣闊的市場前景。然而普通工藝生產的黑色氧化鋯陶瓷存在脆性大、強度低、顏色均一性差、黑度不足、透光性好、顏色遮蓋力不足等不良缺點，無法滿足高黑度手機板等外觀元件的要求。

顏色和強度一直是陶瓷外觀件亟待解決的兩大問題。在顏色方面，現有的技術方案是將氧化鋯陶瓷進行真空、還原氣氛或惰性氣氛中發黑，形成氧空位，從而形成色心的點缺陷，產生對光的吸收效應。比較相近的技術是在氧化鋯中摻雜鐵、鈷、鎳等色料氧化物，通過添加色料提高對光的吸收，從而提高氧化鋯材料的遮蓋力和黑度。在強度方面，現有技術方案一般是直接將氧化鋯和其他添加劑直接球磨后配制漿料，對二氧化硅的添加量和粒度也沒有做詳細的剖析，導致成型瓷體的強度和脆性不合理想。

使用真空爐、還原氣氛爐或惰性氣氛爐，需要將氧化鋯在空氣中燒結成瓷，再在上述燒結爐中發黑，這樣做極大增加了生產工藝的成本，對特殊形狀和厚薄不一的產品在發黑過程中容易因為色心不均勻性導致出現色差，造成產品黑度不足等一系列問題。而在氧化鋯中摻雜鐵、鈷、鎳等色料氧化物，由于各氧化物對光的吸收波長不一致，容易造成黑色不黑，產品顏色出現偏紅、偏藍、偏綠等情況。并且所加氧化物容易與釔、鋯起反應，破壞氧化鋯的穩定性，容易造成產品相變開裂。在制備工藝過程對色料添加量和溫度要求較為嚴格，一旦管控不好就容易出現批次間顏色不一等問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術的不足之處而提供一種高強度、高黑度、高遮光性的氧化鋯陶瓷材料組合物。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案為：一種黑色氧化鋯陶瓷材料組合物，包含以下質量百分含量的成分：氧化鐵0.01-4％、氧化鈷0.01-3.5％、氧化鋁0.01-15％、氧化鋅0-3.5％、氧化釔2-7％、氧化鈦0-4％、二氧化硅0.01-1.0％，余量為氧化鋯。

本發明黑色氧化鋯陶瓷材料組合物中，加入二氧化硅能增加氧化鋯中玻璃相，從而借助玻璃的塑性鈍化氧化鋯的裂紋尖端，最終能明顯提高成型瓷體的韌性和抗彎強度。同時，二氧化硅的含量應控制在1.0％以下。因為玻璃相過量，將導致成型瓷體的脆性明顯增加。而且，二氧化硅含量過高，可能會在燒結過程中出現聚集，降低成型瓷體的光澤度，并破壞其顏色的均一性。該黑色氧化鋯陶瓷材料在保證陶瓷的黑度和遮蓋力基礎上，提高陶瓷的強度，尤其是三點抗折彎強度可達到1600Mpa以上；此外，該粉體在保證陶瓷黑度和遮蓋力基礎上，避免采用含鉻化合物，尤其不含六價鉻，使其成型后瓷品具有環境友好性能。

優選地，所述組合物不包含氧化鉻和氧化鎳。該粉體在保證陶瓷黑度和遮蓋力基礎上，避免采用含鉻化合物，尤其不含六價鉻，使其成型后瓷品具有環境友好性能。

優選地，所述組合物包含以下質量百分含量的成分：氧化鐵0.5-4％、氧化鈷0.5-3.5％、氧化鋁1-10％、氧化鋅0.01-2％、氧化釔3-6％、氧化鈦0-4％、二氧化硅0.01-1.0％，余量為含有氧化鉿的氧化鋯。