[發明專利]一種氧化鋯陶瓷及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010224932.X
• 申請日: 2020-03-26
• 公開（公告）號: CN113443911B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 陳戈;林信平;唐威
• 申請（專利權）人: 比亞迪股份有限公司
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/622
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種氧化鋯陶瓷，所述氧化鋯陶瓷以元素計包含：Zr、Ti、Y和Ni，以及Nb和/或Ta，且所述氧化鋯陶瓷的物相包含：四方相氧化鋯、氮化鈦、碳化鈦和單質鎳；其中，所述氧化鋯陶瓷以元素計包含：38.5?57.1wt%的Zr、10?31wt%的Ti、1.5?4.4wt%的Y、0.07?2.8wt%的Nb和/或Ta、1?7wt%的Ni；所述氧化鋯陶瓷的物相包含：60?80wt%的四方相氧化鋯、17?30wt%的氮化鈦、2?15wt%的碳化鈦、1?7wt%的單質鎳。該氧化鋯陶瓷力學性能好，外觀優異，且具有很好的導電性能。

技術領域

本發明涉及氧化鋯陶瓷領域，具體地，具體涉及一種氧化鋯陶瓷及其制備方法和應用。

背景技術

在科技不斷進步的趨勢下，對于智能穿戴產品（如智能手表等）的功能要求越來越高，如需能檢測心率脈搏的要求。為了能夠檢測心率，需要在與皮膚接觸的表殼背面局部裝上不銹鋼部件，但不銹鋼部件會因為汗液的浸泡而生銹。導電陶瓷材質能提升產品的質感和使用便利性，以及耐腐蝕性。但現有的導電陶瓷難以兼顧低電阻率的同時保證陶瓷的力學性能及外觀。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有技術中存在的問題，提供一種氧化鋯陶瓷及其制備方法和應用，該氧化鋯陶瓷力學性能好，外觀優異，且具有很好的導電性能。

本發明的第一方面是提供一種氧化鋯陶瓷，所述氧化鋯陶瓷以元素計包含：Zr、Ti、Y和Ni，以及 Nb和/或Ta，且所述氧化鋯陶瓷的物相包含：四方相氧化鋯、氮化鈦、碳化鈦和單質鎳；其中，所述氧化鋯陶瓷以元素計包含：38.5-57.1wt%的Zr、10-31wt%的Ti、1.5-4.4wt%的Y、0.07-2.8wt%的Nb和/或Ta、1-7wt%的Ni；所述氧化鋯陶瓷的物相包含：60-80wt%的四方相氧化鋯、17-30wt%的氮化鈦、2-15wt%的碳化鈦、1-7wt%的單質鎳。

優選地，所述氧化鋯陶瓷以元素計包含：42.5-52.8wt%的Zr、15.4-26.4wt%的Ti、1.7-4wt%的Y、0.7-2.1wt%的Nb和/或Ta、2-5wt%的Ni；所述氧化鋯陶瓷的物相包含：65-75wt%的四方相氧化鋯、18-25wt%的氮化鈦、5-13wt%的碳化鈦、2-5wt%的單質鎳。

優選地，所述碳化鈦與所述氮化鈦的總含量為25-38wt%，所述碳化鈦與所述氮化鈦的質量比值為：(1:4)-(2:3)。

優選地，所述氧化鋯陶瓷的L值為44-47，a值為0.1-0.3，b值為0.5-0.8；所述氧化鋯陶瓷的電阻率小于100Ωcm，致密度大于99%、韌性大于6.0MPam^0.5、落錘高度大于等于23cm。

本發明的第二方面是提供一種氧化鋯陶瓷的制備方法，所述制備方法包括以下步驟：

S1、將含氧化釔的氧化鋯、氮化鈦、碳化鈦、鎳，以及五氧化二鈮和/或五氧化二鉭的粉體，與分散劑、粘結劑混合，形成漿料；

S2、將所述漿料進行干燥、成型，然后在真空或惰性氣體中燒結，得到氧化鋯陶瓷；

其中，基于所述粉體的總量，氮化鈦的含量為17-30wt%、碳化鈦的含量為2-15wt%、鎳的含量為1-7wt%、五氧化二鈮和/或五氧化二鉭的含量為0.1-4wt%、含氧化釔的氧化鋯的含量為56-80wt%，且所述氧化鋯含有2-4mol%的氧化釔。

優選地，基于所述粉體的總量，氮化鈦的含量為18-25wt%、碳化鈦的含量為5-13wt%、鎳的含量為2-5wt%、五氧化二鈮和/或五氧化二鉭的含量為1-3wt%、含氧化釔的氧化鋯的含量為61-75wt%，且所述氧化鋯含有2-4mol%的氧化釔。

優選地，所述碳化鈦與所述氮化鈦的總含量為25-38wt%，所述碳化鈦與所述氮化鈦的質量比值為：(1:4)-(2:3)。