[發明專利]一種ZTA陶瓷材料制備方法及其制備的材料

有效

• 申請號: 201910337149.1
• 申請日: 2019-04-24
• 公開（公告）號: CN110015889B
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 楊輝;羅杰鋒;龔晶晶
• 申請（專利權）人: 寧波泰科先進陶瓷有限公司
• 主分類號: C04B35/10
• 分類號: C04B35/10;C04B35/622;C04B35/626
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• 代理人: 暫無信息

發明涉及ZTA陶瓷材料，公開了一種ZTA陶瓷材料制備方法及其制備的材料，其以獨立制備的氫氧化鉻凝膠、γ氧化鋁微粒、納米2Y水合氧化鋯凝膠混合制備混合凝膠，再煅燒、氣流粉碎、砂磨成漿、噴霧造粒，得到原料ZTA復合陶瓷粉體，再由原料ZTA復合陶瓷粉體等靜壓成型得到ZTA陶瓷坯體，再高溫燒結得到ZTA陶瓷材料，其中對所納米級γ氧化鋁微粒和2Y水合氧化鋯凝膠的粒度進行控制，納米級γ氧化鋁微粒由氯化鋁蒸汽與氫氣、氧氣混合下燃燒制得，通過控制燃燒時氯化鋁蒸汽與氫氣、氧氣的比例以及燃燒時的氣壓，減少粒度波動，提高對粗ZTA陶瓷粉體、原料ZTA復合陶瓷粉體中成分混合均勻程度和顆粒度控制，提高燒結得到的增強ZTA陶瓷材料的強度、硬度、耐磨性等性能。

技術領域

本發明涉及ZTA陶瓷材料，特別涉及一種ZTA陶瓷材料制備方法及其制備的材料。

背景技術

ZTA陶瓷是一種以氧化鋁為主晶相，亞穩態可相變四方氧化鋯為增強、增韌相的一種新型復合陶瓷材料，其利用部分穩定氧化鋯陶瓷的馬氏體相變增韌效應，將亞穩態的氧化鋯顆粒均勻的分散到氧化鋁陶瓷中，不僅可以抑制氧化鋁陶瓷燒結時，產生的晶粒異常長大現象，而且在陶瓷體受到外應力作用時，亞穩態的氧化鋯發生四方相到單斜相的馬氏體相變，可以吸收外應力能量。

現有的ZTA陶瓷材料的制備方法有如授權公告號為CN105236941B的中國專利“一種氧化鋁防靜電陶瓷材料及其制備方法”，公開的一種ZTA陶瓷的制備方法，其包括有以下步驟：

步驟一：將氯化鋁溶液、ZrOCl₂溶液、Y(NO₃)₃溶液按配方，稱量后混合在一起，攪拌使其均勻混合；

步驟二：用蠕動泵向混合均勻的溶液中緩慢滴加氨水，同時對溶液進行緩慢攪拌，直至溶液pH值為9-10，生成混合沉淀；用水反復沖洗沉淀，直至溶膠中不存在Cl^-為止；然后用離心脫水機，脫除多余的水，得到了氫氧化鋁、氫氧化鋯、氫氧化釔的混合凝膠；

步驟三：將得到的混合凝膠和稱量好的納米第二導電相物質加入適量水，加入到行星球磨機中進行球磨混合；

步驟四：將球磨得到的料漿過濾出來，用蠕動泵送入噴塔進行噴霧干燥；

步驟五：對噴霧干燥好的粉體進行預燒，使氫氧化鋁脫水，最后轉變為α氧化鋁，并完成氧化釔對氧化鋯的穩定；

步驟六：將預燒好的增韌氧化鋁防靜電陶瓷粉體過篩后成型為需要的形狀和尺寸；

步驟七：將成型好的生坯放入空氣爐中進行燒結，燒結時低溫段需要緩慢升溫，燒結溫度范圍為1500℃-1600℃；

步驟八：根據需要對燒結好的氧化鋁防靜電陶瓷進行機械加工、拋光，得到尺寸、形狀、表面質量合格的防靜電陶瓷成品。

其將氯化鋁溶液、ZrOCl₂溶液、Y(NO₃)₃溶液混合后共同沉淀轉化得到納米級γ氧化鋁微粒、氫氧化鋯、氫氧化釔的混合凝膠，再預燒得到氧化鋁、氧化鋯、氧化釔混合粉體，使得氧化鋯晶粒和氧化鋁晶粒在微觀上較物理直接混合更為均勻。

但其不足之處在于氯化鋁溶液、ZrOCl₂溶液、Y(NO₃)₃在共同沉淀過程中因pH變化時逐漸變化的且Al³⁺、Zr⁴⁺和Y³⁺對OH^-的競爭，導致納米級γ氧化鋁微粒、氫氧化鋯、氫氧化釔沉淀存在先后錯差，先沉淀的物質在后續沉淀過程中隨攪拌而發生團聚，形成大小不均勻的微粒，而大小不均勻的微粒還會影響后續沉淀轉化微粒的大小分布，導致更多大小不均勻的微粒形成甚至出現結塊等，導致混合凝膠內物質混合不均勻，混合粉體顆粒度和成分混合不均勻，對ZTA陶瓷的強度、硬度、耐磨性等物理性能的提高產生限制，故有待改進。

發明內容