[發明專利]一種黑色導電氧化鋯陶瓷的制備方法

在審

• 申請號: 202010752448.4
• 申請日: 2020-07-30
• 公開（公告）號: CN111747742A
• 公開（公告）日: 2020-10-09
• 發明（設計）人: 茹紅強;王春華;常鑫烽;王曉;孫衛康
• 申請（專利權）人: 山東東大新材料研究院有限公司;濰坊東大電子材料有限公司
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/622;C04B35/64;C04B35/49
• 代理公司: 山東華君知識產權代理有限公司 37300
• 代理人: 劉杰偉

本發明公開一種黑色導電氧化鋯陶瓷的制備方法一種黑色導電氧化鋯陶瓷的制備方法，包括如下步驟：（1）將氧化鋯粉、導電粉、鈦源、碳源、添加劑混合，得到混合料；混合料與結合劑、液體介質一起混合成漿料，在球磨罐中球磨或在砂磨機中研磨；（2）將研磨后的漿料進行烘干后過篩造粒，得到造粒粉；（3）將造粒粉放入模具中，經過模壓成型制成陶瓷生坯；（4）將陶瓷生坯干燥；（5）將干燥后的生坯燒結，高溫反應燒結獲得黑色導電氧化鋯陶瓷。本發明氧化鋯陶瓷具有出色的導電能力，具備結構與功能一體化特性，在智能穿戴、電子產品領域具有非常大的實用前景。

技術領域

本發明屬于導電陶瓷材料的技術領域，特別涉及一種黑色導電氧化鋯陶瓷的制備方法。

技術背景

氧化鋯陶瓷具有強度高、硬度高、耐磨損、耐化學腐蝕等優良的特性，已被廣泛應用在珠寶裝飾、智能手機后蓋和手表表殼等領域，展現出巨大的市場商機。普通黑色氧化鋯陶瓷通常是添加金屬氧化物，在氧化氣氛中或者在真空氣氛下獲得燒結，不僅導電性能較差，且色度波動較大，只能作為結構件。氧化鋯陶瓷結構與功能不能兼得的問題導致其在智能穿戴、電子消費產品領域的深層次價值得不到充分的發掘利用。

專利CN201210077363.6公開了一種石墨烯和氧化物陶瓷復合材料及制備方法，是以氧化石墨為石墨烯前驅體，與氧化鋯陶瓷粉按照一定比例混合，成型和燒結形成石墨烯和氧化鋯陶瓷復合材料。由本發明制備的石墨烯和氧化鋯陶瓷復合材料具有納米片層石墨烯均勻分布于陶瓷基體構成網絡連接的納米復合結構，該納米復合結構有利于增強陶瓷，賦予陶瓷半導體、導電、導熱和電化學等功能特性，該復合材料可用于發展傳感器、電磁屏蔽、電加熱器件、導熱材料和儲能電極等，用于航空航天、電子、化工和能源領域。該石墨烯和氧化物陶瓷復合材料在燒結過程中一步形成，不需功能化和混合等過程。

專利CN201710143683.X，提供了一種高純釔穩定氧化鋯與高純碳化硼復合的導電陶瓷制備方法，采用納米級釔穩定氧化鋯粉與納米級碳化硼粉用高能球磨的辦法對粉末進行混合并制成漿料，然后通過離心噴霧造粒的方法進行造粒，通過冷等靜壓壓制成型，最后通過熱等靜壓燒結的方法制成。本發明具有高致密高強度導電性好的優點，本發明不僅工藝和設備簡單，成本低，收率高，能耗低，生產效率高，適合工業化生產，而且能夠獲得質量穩定、晶粒細小可控的氧化鋯導電陶瓷，本發明過程無壞境污染，是一種新型的低成本、質量穩定的高致密高強度氧化鋯導電陶瓷的制備方法。

現有技術的氧化鋯導電陶瓷的制備方法，得到的氧化鋯陶瓷結構與功能不能兼得，導電性能不理想，化學穩定性、抗高溫氧化、耐磨損以及力學性能不佳。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術問題，提供了一種黑色導電氧化鋯陶瓷的制備方法，并達到以下發明目的：提高導電性能且電阻率可調，化學穩定性高、抗高溫氧化、耐磨損、綜合力學性能優異。

為實現上述目的，本發明采取的技術方案如下：

一種黑色導電氧化鋯陶瓷的制備方法，步驟如下：

（1）將氧化鋯粉、導電粉、鈦源、碳源、添加劑混合，得到混合料；

混合料與結合劑、液體介質一起混合成漿料，在球磨罐中球磨或在砂磨機中研磨。所述氧化鋯粉、導電粉、鈦源、碳源、添加劑的質量配比為(20-80):(0-65):(0-30):(0-15):(0-5)。

所述氧化鋯粉：平均粒度為0.5nm-5μm，氧化鋯含量大于90%，還含有穩定劑，穩定劑含量為1-10%；穩定劑為CaO、MgO、Y₂O₃、CeO₂中的一種。

所述導電粉可以是氮化鈦、氮化鋯、碳氮化鈦、碳化鈦、碳化鋯、碳化鉈、碳化鉿、硼化鈦、硼化鋯、硼化鉈、硼化鉿、硅化鉬、碳化鎢中的一種。