[發明專利]一種二氧化鋯基導電陶瓷的制備方法

有效

• 申請號: 202210447324.4
• 申請日: 2022-04-27
• 公開（公告）號: CN114573341B
• 公開（公告）日: 2022-07-19
• 發明（設計）人: 姜雪菲;曾政霖;郇新
• 申請（專利權）人: 濰坊工程職業學院
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/622;C04B35/634;C04B35/65;C04B35/632
• 代理公司: 山東華君知識產權代理有限公司 37300
• 代理人: 呂翠蓮

一種二氧化鋯基導電陶瓷的制備方法，屬于陶瓷材料制備技術領域，包括氧化鋯粉末預處理，漿料制備，噴霧造粒，等靜壓成型，干燥固化，燒結；本發明所述方法在1600~1900℃燒結溫度下得到了高致密度、高硬度、高抗彎強度、導電性好的二氧化鋯基導電陶瓷；得到二氧化鋯基導電陶瓷，致密度為98.51~99.09%，3點彎曲強度為803~820MPa，維氏硬度1204~1267HV，電阻0.14~0.21Ω。

技術領域

本發明涉及一種二氧化鋯基導電陶瓷的制備方法，屬于陶瓷材料制備技術領域。

背景技術

二氧化鋯陶瓷具有良好的熱穩定性及化學穩定性，優良的高溫導電性及較高的高溫強度和韌性，良好的穩定性和抗腐蝕性，是目前發展迅速的特種陶瓷材料，可用做高溫結構陶瓷、電子陶瓷和生物陶瓷等。

中國專利CN105174945A公開了一種導電陶瓷材料及其制備方法，該導電陶瓷由二氧化鋯、氮化鋁、硅藻土、三鹽基硫酸鉛、鍺、銅、泡沫鎳、鉬、聚乙撐二氧噻吩、三氧化二鋁和N-β-(氨乙基)-γ-氨丙基甲基二甲氧基硅烷組成。該專利制備的導電陶瓷硬度低，抗彎強度差。

中國專利CN107915483A公開了一種壓電陶瓷材料及其制備方法，以仙人掌粉、二氧化鋯、二氧化硅、二氧化錳、導電漿液、二硫化鉬、電氣石粉末、碳酸鈣晶須、氧化鎂、氧化鋁、分散劑、聚鋁硅氧烷和海泡石粉末為原料。該專利制備的導電陶瓷，致密度低，導電性差，硬度和強度也都比較差。

以上可以看到，目前二氧化鋯基導電陶瓷仍存在致密度低、硬度和抗彎強度差、導電性差等問題。

發明內容

針對上述現有技術存在的不足，本發明提供一種二氧化鋯基導電陶瓷的制備方法，實現以下發明目的：在較低燒結溫度下得到高致密度、高硬度、高抗彎強度、導電性好的二氧化鋯基導電陶瓷。

為實現上述發明目的，本發明采取以下技術方案：

一種二氧化鋯基導電陶瓷的制備方法，包括氧化鋯粉末預處理，漿料制備，噴霧造粒，等靜壓成型，干燥固化，燒結。

以下是對上述技術方案的進一步改進：

步驟1、氧化鋯粉末預處理

3500~6000轉/分攪拌速度下，將Y₂O₃穩定的ZrO₂粉末緩慢加入混合液中，分散均勻后，將攪拌速度降至900~1300轉/分，升溫至110~130℃，恒溫回流3~6小時后，離心分離，得到的固體于50~90℃下干燥2~4小時，得到預處理的氧化鋯粉末；

所述Y₂O₃穩定的ZrO₂粉末，粒徑為30nm，其中Y₂O₃的質量分數為5.3wt%；

所述混合液由硬脂酸、異丙醇、甲苯組成；

所述硬脂酸、異丙醇、甲苯的質量比為1~9:3~10:70~130；

所述Y₂O₃穩定的ZrO₂粉末與混合液的質量比為1~4:25。

步驟2、漿料制備

將預處理的氧化鋯粉末、二硅化鉬粉末、硼化鋯粉末、碳化鈦粉末、氧化鎂粉末、高純硅粉、水溶性酚醛樹脂、聚丙烯酸鈉、草酸、去離子水混合成漿液狀態，得到的漿液放入球磨機中，球磨介質為二氧化鋯，球磨至漿液中粉末的平均粒徑為0.5~2μm后，出料得到漿料；

所述二硅化鉬粉末的粒徑為1~5μm，純度為99.95%；

所述硼化鋯粉末的粒徑為2~8μm，純度為99.6%；

所述碳化鈦粉末的粒徑為2~7μm，純度為99.5%；