[發明專利]一種黑色氧化鋯陶瓷及其制備方法

有效

• 申請號: 201810361956.2
• 申請日: 2018-04-20
• 公開（公告）號: CN108341668B
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 包金小;張永和;郭文蓉;宋希文;謝敏;周芬;郜建全;王青春;安勝利
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/622;C04B35/638
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 劉奇

本發明提供了一種黑色氧化鋯陶瓷及其制備方法，本發明對包含氧化物、分散劑和水的混合漿料進行砂磨處理，得到砂磨漿料，再將砂磨漿料與粘結劑混合，依次進行造粒、成型、排膠和燒結，得到初級陶瓷，再將其進行1350～1550℃還原反應，即得到黑色氧化鋯陶瓷。本發明采用砂磨技術實現對原料粒徑的細化，使得粒子間的傳質距離縮短，提高原料間的混合均勻性，經造粒、燒結，得到致密初級陶瓷，初級陶瓷在還原反應中鈦發生變價，電子的躍遷軌道隨之變化，吸收的波段相應發生變化，進而白色陶瓷變成黑色陶瓷。實施例的結果表明，本發明中黑色氧化鋯陶瓷的黑度值為110～200，色彩分布均勻。

技術領域

本發明涉及陶瓷技術領域，尤其涉及一種黑色氧化鋯陶瓷及其制備方法。

背景技術

ZrO₂陶瓷具有低導熱系數，低熱膨脹系數，高化學穩定性，機械性能優異，抗腐蝕性能良好等特點，使其不僅在科研領域成為研究熱點，而且廣泛應用于工業和生活中的各個領域，諸如氧化鋯研磨體、陶瓷刀具、牙科材料、耐火材料、氧傳感器、儀器儀表及高檔裝飾陶瓷部件等。

隨著人們生活水平的提高，對彩色氧化鋯高檔裝飾陶瓷品的要求也不斷提高，比如色彩、光澤度、亮度等。目前黑色陶瓷是彩色陶瓷中的熱點和難點，多通過在原料中添加著色劑或者滲碳著色的方式制備。

常用的著色劑有三氧化二鐵、氧化鉻和氧化鈷等，但三氧化二鐵會降低陶瓷力學性能。例如中國專利CN201710158058.2和中國專利CN201610853884.4，均采用添加著色色料的方法，雖然能得到黑色氧化鋯，但是在白色基料與黑色色料的混合過程中不可避免的存在一定程度上的不均勻性，從而導致黑色陶瓷顏色不均勻。另外白色基料與黑色著色料之間的熱膨脹不一致會導致整個黑色陶瓷的機械性能嚴重下降。

滲碳著色方式雖然不存在混料的過程，但是受滲碳工藝的發展水平的限制，制備得到的黑色陶瓷的表面和內部的顏色仍難以保證一致均勻。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供黑色氧化鋯陶瓷及其制備方法，本發明制備得到的黑色氧化鋯陶瓷色彩分布均勻且機械性能優良。

為了實現上述發明目的，本發明提供以下技術方案：

本發明提供了一種黑色氧化鋯陶瓷的制備方法，包括以下步驟：

(1)對包含氧化物、分散劑和水的混合漿料進行砂磨處理，得到砂磨漿料；

所述氧化物中氧化鋯、三氧化二釔、氧化鈦和氧化鋁的質量比為(847～940)：(48～54)：(5～100)：(1～5)；

(2)將所述步驟(1)得到的砂磨漿料與粘結劑混合，依次進行造粒、成型、排膠和燒結，得到初級陶瓷；

(3)將所述步驟(2)得到的初級陶瓷進行還原反應，得到黑色氧化鋯陶瓷；所述還原反應的溫度為1350～1550℃。

優選的，調節所述氧化物中氧化鈦的含量，得到不同黑度值的黑色氧化鋯陶瓷：

當所述氧化物中氧化鈦的質量分數為[0.5％,2.5％)時，所述黑色氧化鋯陶瓷的黑度值為[110,130)；

當所述氧化物中氧化鈦的質量分數為[2.5％,5％)時，所述黑色氧化鋯陶瓷的黑度值為[130,150)；

當所述氧化物中氧化鈦的質量分數為[5％,7.5％)時，所述黑色氧化鋯陶瓷的黑度值為[150,180)；

當所述氧化物中氧化鈦的質量分數為[7.5％,10％]時，所述黑色氧化鋯陶瓷的黑度值為[180,200]。

優選的，所述步驟(1)混合漿料中氧化物的含量為45～55wt.％；