[發(fā)明專利]彩色氧化鋯透明陶瓷及其制備方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202210005697.6
• 申請日: 2022-01-04
• 公開（公告）號: CN114133242A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李江;王倩;劉強(qiáng);陳鵬輝;謝騰飛;代正發(fā)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/622
• 代理公司: 上海隆天律師事務(wù)所 31282
• 代理人: 夏彬

1.一種彩色氧化鋯透明陶瓷，其特征在于，所述陶瓷包含氧化鋯、氧化釔和著色劑，且所述氧化釔的含量在7mol％至12mol％之間，所述著色劑的含量在0.1mol％至5mol％之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色氧化鋯透明陶瓷，其特征在于，所述著色劑為稀土氧化物或過渡金屬氧化物中的一種或多種。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的彩色氧化鋯透明陶瓷，其特征在于，所述稀土氧化物的稀土元素為La、Pr、Nd、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu或Ce。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的彩色氧化鋯透明陶瓷，其特征在于，所述過渡金屬氧化物的過渡金屬元素為Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu或Zn。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色氧化鋯透明陶瓷，其特征在于，所述陶瓷為立方螢石型結(jié)構(gòu)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色氧化鋯透明陶瓷，其特征在于，所述陶瓷為紫色、粉色、黃色或紅色。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的彩色氧化鋯透明陶瓷，其特征在于，所述陶瓷為紫色時，波長600nm～800nm的光學(xué)透過率大于30％；和/或

所述陶瓷為粉色時，波長600nm～800nm的光學(xué)透過率大于50％；和/或

所述陶瓷為黃色時，波長600nm～800nm的光學(xué)透過率大于5％；和/或

所述陶瓷為紅色時，波長600nm～800nm的光學(xué)透過率大于40％。

8.一種制備方法，用于制備權(quán)利要求1至7任意一項所述的彩色氧化鋯透明陶瓷，其特征在于，包括如下步驟：

S10：獲得陶瓷前驅(qū)體；

S20：煅燒陶瓷前驅(qū)體獲得陶瓷納米粉體；

S30：采用干壓成型、等靜壓成型、注漿成型和流延成型中的一種或多種獲得陶瓷素坯；

S40：采用兩步燒結(jié)方法燒結(jié)陶瓷素坯獲得彩色氧化鋯透明陶瓷，所述兩步燒結(jié)方法包括預(yù)燒結(jié)和熱等靜壓燒結(jié)。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述S10獲得陶瓷前驅(qū)體包括如下步驟：

S11：按照化學(xué)式配制包括鋯鹽溶液、釔鹽溶液和稀土鹽溶液或過渡金屬鹽溶液的金屬離子鹽溶液；

S12：配制沉淀劑溶液，并在配制沉淀劑溶液中加入聚乙二醇；

S13：將金屬離子鹽溶液滴入沉淀劑溶液；

S14：離心后獲得沉淀物，洗滌和干燥沉淀物獲得陶瓷前驅(qū)體。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備方法，其特征在于，所述鋯鹽溶液為硝酸鋯鹽、氯化鋯鹽、硫酸鋯鹽、醋酸鋯鹽、草酸鋯鹽或檸檬酸鋯鹽；和/或

所述釔鹽溶液為硝酸釔鹽、氯化釔鹽、硫酸釔鹽、醋酸釔鹽、草酸釔鹽或檸檬酸釔鹽；和/或

所述稀土鹽溶液為硝酸鹽、氯化鹽、硫酸鹽、醋酸鹽、草酸鹽或檸檬酸鹽；和/或

所述過渡金屬鹽溶液為硝酸鹽、氯化鹽、硫酸鹽、醋酸鹽、草酸鹽或檸檬酸鹽。

11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述預(yù)燒結(jié)為空氣燒結(jié)或氧氣燒結(jié)，所述預(yù)燒結(jié)的燒結(jié)條件至少滿足：

燒結(jié)溫度為1200～1650℃，和/或，時間為1～20小時。

12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述熱等靜壓燒結(jié)的燒結(jié)條件至少滿足如下一條件：

燒結(jié)溫度為1200～1800℃；

壓力為50～250MPa；

時間為1～20小時；或

燒結(jié)氣氛為氬氣氣氛、氮氣氣氛或氧氣氣氛。

13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，還包括如下步驟：

S50：獲得的彩色氧化鋯透明陶瓷所述陶瓷在氫氣、空氣或氧氣中退火處理，退火處理的條件為：退火溫度為700～1400℃，退火時間為1～20小時。