[發(fā)明專利]一種溶膠包覆改性氧化鋯陶瓷材料及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201910317380.4
• 申請日: 2019-04-19
• 公開（公告）號: CN109824359A
• 公開（公告）日: 2019-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 雷和朝;雷濟民
• 申請（專利權(quán)）人: 中鉑傳感器（太倉）有限公司
• 主分類號: C04B35/49
• 分類號: C04B35/49;C04B35/622;C04B35/624
• 代理公司: 常州市權(quán)航專利代理有限公司 32280
• 代理人: 袁興隆

本發(fā)明公開了一種溶膠包覆改性氧化鋯陶瓷材料，它是由下述重量份的原料組成的：硼酸鈣4?6、碳酸鈣10?12、鈦酸鋇5?7、正硅酸乙酯60?70、氧化鋯120?150、碳源40?50、增粘劑3?4，本發(fā)明加入的磷酸二氫鋁可以有效的降低燒結(jié)能耗，且其具有很好的燒結(jié)粘性，與松香、酚醛樹脂可以起到很好的協(xié)同效果，促進成品的穩(wěn)定性。本發(fā)明首次采用β?環(huán)糊精季銨化咪唑類離子液體包裹增粘劑共同作為氧化鋯溶膠的有機碳源。其碳含量更高，制得的成品結(jié)構(gòu)更加致密，具有高硬度和高沖擊韌性等特點。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于材料領(lǐng)域，具體涉及一種溶膠包覆改性氧化鋯陶瓷材料及其制備方法。

背景技術(shù)

氧化鋯陶瓷呈白色，含雜質(zhì)時呈黃色或灰色，不易分離。在常壓下純ZrO2共有三種晶態(tài)。氧化鋯陶瓷的生產(chǎn)要求制備高純、分散性能好、粒子超細、粒度分布窄的粉體，氧化鋯陶瓷的生產(chǎn)要求制備高純、分散性能好、粒子超細、粒度分布窄的粉體，氧化鋯超細粉末的制備方法很多，氧化鋯的提純主要有氯化和熱分解法、堿金屬氧化分解法、石灰熔融法、等離子弧法、沉淀法、膠體法、水解法、噴霧熱解法等。粉體加工方法有共沉淀法、溶膠一凝膠法、蒸發(fā)法、超臨界合成法、微乳液法、水熱合成法網(wǎng)及氣相沉積法等；

在結(jié)構(gòu)陶瓷方面，由于氧化鋯陶瓷具有高韌性、高抗彎強度和高耐磨性，優(yōu)異的隔熱性能，熱膨脹系數(shù)接近于鋼等優(yōu)點，因此被廣泛應(yīng)用于結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域。主要有:Y-TZP磨球、分散和研磨介質(zhì)、噴嘴、球閥球座、氧化鋯模具、微型風(fēng)扇軸心、光纖插針、光纖套筒、拉絲模和切割工具、耐磨刀具、服裝紐扣、表殼及表帶、手鏈及吊墜、滾珠軸承、高爾夫球的輕型擊球棒及其它室溫耐磨零器件等；

在功能陶瓷方面，其優(yōu)異的耐高溫性能作為感應(yīng)加熱管、耐火材料、發(fā)熱元件使用。氧化鋯陶瓷具有敏感的電性能參數(shù)，主要應(yīng)用于氧傳感器、固體氧化物燃料電池和高溫發(fā)熱體等領(lǐng)域。氧化鋯具有較高的折射率，在超細的氧化鋯粉末中添加一定的著色元素，可將它制成多彩的半透明多晶氧化鋯材料，像天然寶石一樣閃爍著絢麗多彩的光芒，可制成各種裝飾品。另外，氧化鋯在熱障涂層、催化劑載體、醫(yī)療、保健、耐火材料、紡織等領(lǐng)域正得到廣泛應(yīng)用；

然而，目前的氧化鋯陶瓷相比于金屬材料來說，依然存在抗沖擊強度低、韌性不足等缺陷，容易產(chǎn)生裂紋。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種溶膠包覆改性氧化鋯陶瓷材料及其制備方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

一種溶膠包覆改性氧化鋯陶瓷材料，它是由下述重量份的原料組成的：

硼酸鈣4-6、碳酸鈣10-12、鈦酸鋇5-7、正硅酸乙酯60-70、氧化鋯120-150、碳源40-50、增粘劑3-4。

所述增粘劑是由下述重量份的原料組成的：

硅烷偶聯(lián)劑KH550 1-2、延胡索酸1-2、磷酸二氫鋁6-9、松香4-7、苯酚10-12、37%的甲醛10-11、氫氧化鈉0.4-0.9。

所述增粘劑的制備方法，包括以下步驟：

（1）取延胡索酸，加入到其重量3-5倍的氯化亞砜中，攪拌均勻，送入到90-95℃的恒溫水浴中，加入松香，保溫攪拌20-30分鐘，出料，蒸餾除去氯化亞砜，得改性松香；

（2）取硅烷偶聯(lián)劑KH550、磷酸二氫鋁混合，加入到混合后料重量20-36倍的無水乙醇中，超聲1-2小時，得硅烷分散液；

（3）取上述改性松香，加入到硅烷分散液中，攪拌均勻，升高溫度為70-75℃，保溫攪拌2-3小時，蒸餾除去乙醇，得預(yù)混料；

（4）取上述預(yù)混料，與苯酚、37%的甲醛混合，攪拌均勻，送入到75-90℃的恒溫水浴中，加入氫氧化鈉，保溫攪拌3-4小時，出料，減壓脫水，即得所述增粘劑。