[發明專利]彩色氧化鋯透明陶瓷及其制備方法

在審

• 申請號: 202210005697.6
• 申請日: 2022-01-04
• 公開（公告）號: CN114133242A
• 公開（公告）日: 2022-03-04
• 發明（設計）人: 李江;王倩;劉強;陳鵬輝;謝騰飛;代正發
• 申請（專利權）人: 中國科學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: 上海隆天律師事務所 31282
• 代理人: 夏彬

本發明提供了一種彩色氧化鋯透明陶瓷及其制備方法，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。本發明的制備方法中以化學共沉淀法制備的高活性納米粉體為原料，通過兩步燒結制備具有高折射率的紫色、粉色、黃色、紅色等色彩的氧化鋯透明陶瓷，制備的彩色氧化鋯透明陶瓷具有高的折射率和高的光透過率，此外，透明性不僅能賦予彩色氧化鋯陶瓷高級的質感，同時能拓寬氧化鋯陶瓷在更多領域的應用，本發明的彩色氧化鋯透明陶瓷除了可用作高檔電子設備部件、高端裝飾以及寶石材料等，還能用作濾光片，航空航海和交通信號燈罩等。

技術領域

本發明涉及陶瓷材料技術領域，具體地說，涉及一種彩色氧化鋯透明陶瓷及其制備方法。

背景技術

隨著科技的進步和經濟的發展，現代人們對產品性能和外觀要求越來越挑剔，比如作為電子設備部件、高端手表部件和高檔裝飾等，除了需要不褪色、耐磨損、不易刮傷等性能，同時還需要高級的外觀感受。立方氧化鋯陶瓷具有良好的機械性能、化學穩定性、高折射率和生物相容性等，能滿足性能和外觀的雙重要求。

上一代的透明氧化鋯陶瓷的色調為無色或淺黃色，隨著透明氧化鋯陶瓷用途的擴大，希望保持氧化鋯陶瓷透明性的同時，還需具有不同鮮艷的色彩。通過添加稀土離子或過渡金屬離子可制備具有不同色彩的氧化鋯透明陶瓷，除了可賦予氧化鋯陶瓷優異的美學性能，還能拓展其應用，如濾光片和信號燈罩等，滿足人們對高質量生活的需求和社會的需要。

彩色氧化鋯陶瓷的著色方式有外著色法和內著色法等，其中外著色法有液相浸滲法、滲碳法和滲氮法等。專利CN108689706A、CN101857433B將預燒后的白色氧化鋯胚體浸滲到含有著色劑的溶液中制備彩色氧化鋯陶瓷。這種制備方法受著色劑濃度、著色劑溫度和浸滲時間等較多因素的影響，工藝穩定性較差，且陶瓷內外部分著色不均勻，著色層淺。內著色法包括固相混合法和濕化學法等，其中，濕化學法包括化學共沉淀法、水熱法、溶膠凝膠法、醇鹽水解法等。相比外著色法，內著色法著色更加均勻，且著色工藝更加可控。

需要說明的是，在上述背景技術部分公開的信息僅用于加強對本發明的背景的理解，因此可以包括不構成對本領域普通技術人員已知的現有技術的信息。

發明內容

針對現有技術中的問題，本發明的目的在于提供一種彩色氧化鋯透明陶瓷及其制備方法，該制備方法可制備具有紫色、粉色、黃色、紅色等多種色彩的彩色氧化鋯透明陶瓷，且其具有高的折射率和光透過率。

本發明的第一方面提供了一種彩色氧化鋯透明陶瓷，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。

根據本發明的第一方面，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。

根據本發明的第一方面，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。

根據本發明的第一方面，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。

根據本發明的第一方面，所述陶瓷為立方螢石型結構。

根據本發明的第一方面，所述陶瓷為紫色、粉色、黃色或紅色。

根據本發明的第一方面，所述陶瓷為紫色時，波長600nm～800nm的光學透過率大于30％；和/或

所述陶瓷為粉色時，波長600nm～800nm的光學透過率大于50％；和/或

所述陶瓷為黃色時，波長600nm～800nm的光學透過率大于5％；和/或

所述陶瓷為紅色時，波長600nm～800nm的光學透過率大于40％。