[發明專利]一種氧化鋯基陶瓷及其制備方法和應用

在審

• 申請號: 201910301687.5
• 申請日: 2019-04-12
• 公開（公告）號: CN109896856A
• 公開（公告）日: 2019-06-18
• 發明（設計）人: 沈理達;劉慶榮;顧嘉駿
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/628;C04B35/634
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于光固化成型的氧化鋯基陶瓷的制備方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1.將氧化鋯粉體、氧化鋁包覆的SiC粉體、Y₂O₃粉體、光敏樹脂、分散劑攪拌均勻，制得陶瓷漿料，所含組份占漿料的質量百分比分別為：氧化鋯陶瓷粉體：40-60％，氧化鋁包覆的SiC粉體：1-20％，Y₂O₃粉體：1-15％，光敏樹脂：20-40％，分散劑：1-5％；

S2.將CAD三維陶瓷部件模型導入光固化打印機進行切片處理，并將配置好的陶瓷漿料置于儲液缸中，采用光固化成型方法制備陶瓷素胚；

S3.將陶瓷素胚依次進行脫脂和燒結處理，得到氧化鋯基陶瓷。

2.根據權利要求1所述的氧化鋯粉體，其特征在于，粉末粒徑在0.05-10μm。

3.根據權利要求1所述的氧化鋁包覆的SiC粉體，其特征在于，包括顆粒或晶須中的至少一種，粒徑在0.05-0.2μm。

4.根據權利要求1所述的Y₂O₃粉體，其特征在于，能夠將四方相氧化鋯穩定至室溫，粒徑在0.05-0.2μm。

5.根據權利要求1所述的光敏樹脂，其特征在于，光敏樹脂在25℃的粘度為600cp.s以下，成分為UV環氧丙烯酸酯、UV聚氨酯丙烯酸酯、UV聚酯丙烯酸酯、UV聚醚丙烯酯、UV環氧樹脂中的至少一種。

6.根據權利要求1所述的分散劑，其特征在于，均勻分散粉體，防止粉體的沉降和團聚，成分為脂肪酸類、脂肪族酰胺類和酯類的至少一種。

7.根據權利要求1所述的脫脂處理，其特征在于，經歷升溫-保溫-升溫-保溫-升溫-保溫-爐冷至室溫的過程，脫脂的最高溫度為500-700℃；優選地，25～120℃，升溫速度2℃/min，保溫1h；120～250℃，升溫速度1℃/min，保溫2h；250～370℃，升溫速度1℃/min，保溫2h；370～550℃，升溫速度1℃/min，保溫2h；爐冷至室溫。

8.根據權利要求1所述的燒結處理，其特征在于，經歷升溫-保溫-升溫-保溫-降溫-爐冷至室溫的過程，燒結的最高溫度為1450-1600℃；優選地，25～1100℃，升溫速度5℃/min，保溫1h；1100～1500℃，升溫速度1.5℃/min，保溫2h；1500～900℃，降溫速度3℃/min；爐冷至室溫。

9.根據權利要求1的方法所制備的氧化鋯基陶瓷，其特征在于，顆粒表面分布均勻，致密度達到95％以上，表層硬度達到15GPa以上，室溫下斷裂韌性在12Mpa·m^1/2以上。

10.根據權利要求9所述的氧化鋯基陶瓷，應用于航空航天發動機陶瓷涂層領域。