[發明專利]紅色氧化鋯燒結體、制備方法和用途

有效

• 申請號: 201910367575.X
• 申請日: 2019-05-05
• 公開（公告）號: CN109956747B
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 宋錫濱;楊愛民;張巧云
• 申請（專利權）人: 山東國瓷功能材料股份有限公司
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/622;C04B35/626
• 代理公司: 北京超成律師事務所 11646
• 代理人: 高榮英

本發明提供了一種紅色氧化鋯燒結體，包括鈰氧化物、輔助金屬氧化物和鋯氧化物；所述輔助金屬氧化物包括釔氧化物、鎂氧化物、鈣氧化物和鐿氧化物中的任意一種或至少兩種的組合；紅色氧化鋯燒結體滿足鈰氧化物含量為0.2～1.5mol％；鈰氧化物包括三價鈰氧化物；鈰氧化物和輔助金屬氧化物含量之和為1.1～2.5mol％；燒結體的斷裂韌性≥8MPa·m^1/2。本發明提供的氧化鋯燒結體呈紅色外觀，且具有8MPa·m^1/2以上的韌性，拓展了其應用場景，能夠被用于手機背板、飾品、表盤等產品。

技術領域

本發明屬于陶瓷材料領域，具體涉及一種紅色氧化鋯燒結體、制備方法和用途。

背景技術

氧化鋯陶瓷材料具有較高的抗彎強度、硬度、斷裂韌性等優良特性，可廣泛應用于能源、環境及材料領域。紅色作為一種鮮艷、明亮的色調受到消費者青睞，因此，本領域需要開發一種紅色氧化鋯陶瓷，以便用于裝飾部件或電子設備等的外觀構件。

現有技術公開了通過硫硒化鎘紅和氧化鈰還原發色，實現對氧化鋯燒結體紅色著色的方法。硫硒化鎘紅色氧化鋯陶瓷燒結溫度在1400℃左右，而硫硒化鎘在低于該燒結溫度時便會分解，且重金屬鎘作為一種有毒有害物質無法應用于外觀構件。采用氧化鈰作為著色劑，鈰還原成三價發紅色，但是鈰的加入造成氧化鋯燒結體韌性的降低，摔落后更容易造成裂紋，無法滿足消費電子、飾品等的需求，尤其是手機背板產品落球性能的要求。

為了改善鈰還原發色產生紅色的氧化鋯燒結體的韌性，現有技術給出了添加釔來改善韌性，但是釔的添加量一般較高，成本提高。基于對四價鈰氧化物CeO₂穩定的氧化鋯陶瓷，本領域大都認為氧化釔可以按照相同的添加量來延續對紅色氧化鋯陶瓷的韌性的改進，即釔的添加量低于2mol％，氧化鋯無法保持四方晶型，造成韌性下降。

CN104446457A公開了一種含0～6mol％氧化釔、0～15mol％氧化鈰、0.02～1mol％氧化鈦、0～20mol％氧化鋁和0～5mol％鈦酸鋇的改性氧化鋯陶瓷材料，幾種組分可以極大地提高材料的斷裂韌性、抗彎強度、耐磨性及硬度等性能。但摻雜組分較多，制備工序較為復雜，且摻雜組分含量較高可能會使氧化鋯自身的優異性能受到影響。

本領域需要開發一種具有較高韌性的紅色氧化鋯燒結體，較高的韌性能夠拓展其在消費電子、裝飾品等領域的應用。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明的目的之一是提供一種紅色氧化鋯燒結體，包括鈰氧化物、輔助金屬氧化物和鋯氧化物；所述輔助金屬氧化物包括釔氧化物、鎂氧化物、鈣氧化物和鐿氧化物中的任意一種或至少兩種的組合；

所述紅色氧化鋯燒結體滿足條件(1)～(4)：

(1)所述鈰氧化物含量為0.2～1.5mol％；

(2)所述鈰氧化物包括三價鈰氧化物；

(3)所述鈰氧化物和所述輔助金屬氧化物含量之和為1.1～2.5mol％；

(4)所述燒結體的斷裂韌性≥8MPa·m^1/2；

其中，所述鈰氧化物以CeO₂計，所述釔氧化物以Y₂O₃計。

本發明提供的紅色氧化鋯燒結體同時滿足鈰氧化物含量為0.2～1.5mol％，且含有三價鈰氧化物，鈰氧化物和輔助金屬氧化物含量之和為1.1～2.5mol％；且斷裂韌性≥8MPa m^1/2。