專利名稱：一種氧化鋯基復(fù)相陶瓷及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氧化鋯基復(fù)相陶瓷及其制備方法，屬于氧化鋯基結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
為改善Y-TZP陶瓷存在的低溫性能退化問題，并進(jìn)一步提高其力學(xué)性能，人們進(jìn)行了在Y-TZP中添加AL2O3的研究。但以往的研究中，AL2O3的添加量多為少于15vol％，作為主要原料的Y-TZP超細(xì)粉價(jià)貴，且制作大尺寸部件工藝性能差，成品率低。也有加入較多AL2O3的研究，但需采用熱等靜壓燒結(jié)，設(shè)備昂貴。也有在納米Y-TZP粉末中加入10-40vol％亞微米級(jí)AL2O3，在1550℃和常壓燒結(jié)2h，獲得的10-30vol％AL2O3的AL2O3/Y-TZP復(fù)相陶瓷材料，該復(fù)相陶瓷比純Y-TZP具有更好的力學(xué)性能。但所用原料價(jià)貴、燒成溫度高。因此制備成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種氧化鋯基復(fù)相陶瓷及其制備方法，所提供的氧化鋯基復(fù)相陶瓷力性、耐磨性好，制備成本低。
本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案加以實(shí)現(xiàn)的。一種氧化鋯基復(fù)相陶瓷，其特征在于，該復(fù)相陶瓷含2-3mol％Y2O3的50～65vol％Y-TZP與35-50vol％的α-AL2O3，及燒結(jié)助劑MgO和SiO2，按Y-TZP與AL2O3總質(zhì)量計(jì)，MgO0.6-1.0wt％；SiO20.6-2.5wt％。
上述的氧化鋯基復(fù)相陶瓷的制備方法，其特征在于包括以下過程將含2-3mol％Y2O3的50～65vol％亞微米氧化鋯粉或微米氧化鋯粉與35-50vol％的工業(yè)α-AL2O3粉，及按Y-TZP與AL2O3總質(zhì)量計(jì)的0.6-1.0wt％MgO粉、0.6-2.5wt％SiO2粉，按漿料固含量55-70wt％加水，并加入1-2wt％聚丙烯酸銨作為分散劑，經(jīng)球磨混合15-24小時(shí)，再經(jīng)進(jìn)口溫度400℃，出口溫度110℃噴霧造粒，制得的粉體在150-200MPa等靜壓成型，再于1450-1480℃燒結(jié)2～3小時(shí)制得氧化鋯基復(fù)相陶瓷。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，制備方法過程簡(jiǎn)單，AL2O3/Y-TZP陶瓷中AL2O3含量的增加，不僅降低了原料成本，又使陶瓷材料的比重下降，綜合起來部件用料成本下降達(dá)30-40％，同時(shí)坯體燒成收縮減少，利于提高產(chǎn)品合格率，，從而提高了產(chǎn)品性價(jià)比。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1按配方Y(jié)-TZP65 vol％，AL2O335 vol％，外加MgO 1.0wt％，SiO20.72wt％。稱量亞微米氧化鋯粉28公斤(0.5μm，含3mol％Y2O3)，微米氧化鋯粉(1.2μm)7公斤，工業(yè)α-AL2O3粉(＜2μm)12.4公斤，MgO474克，莫來石粉(SiO2含量24wt％)1.42公斤，加水30公斤，聚丙烯酸銨660克，經(jīng)球磨混合20小時(shí)、噴霧造粒、150MPa等靜壓成型，1450℃、2小時(shí)燒成，制得35vol％AL2O3/Y-TZP復(fù)相陶瓷材料。燒成線收縮17％，材料抗彎強(qiáng)度640-700MPa，斷裂韌性11-13MPam0.5。與Y-TZP及15vol％AL2O3/Y-TZP復(fù)相陶瓷相比，相同摩擦磨損條件下的磨損率降低48％及35％，部件用料成本降低37％及30％。
實(shí)施例2按配方Y(jié)-TZP 55vol％，AL2O345vol％，外加MgO 0.82wt％，SiO21.24wt％。稱量氧化鋯超細(xì)粉35公斤(0.5μm，含3mol％Y2O3)，工業(yè)α-AL2O3粉(＜2μm)18.75公斤，MgO 440克，莫來石粉(SiO2含量24wt％)2.78公斤，加水37.5公斤，聚丙烯酸銨690克，經(jīng)球磨混合15小時(shí)、噴霧造粒、195MPa等靜壓成型，1460℃、2小時(shí)燒成，制得45vol％AL2O3/Y-TZP復(fù)相陶瓷材料。燒成線收縮16.4％，材料抗彎強(qiáng)度627MPa，斷裂韌性9.9MPam0.5。與Y-TZP及15vol％AL2O3/Y-TZP復(fù)相陶瓷相比，相同摩擦磨損條件下的磨損率還有所下降(降低32％及16％)，部件用料成本降低42％及33％。
權(quán)利要求
1.一種氧化鋯基復(fù)相陶瓷，其特征在于，該復(fù)相陶瓷含2-3mol％Y2O3的50～65vol％Y-TZP與35-50vol％的α-AL2O3，及燒結(jié)助劑MgO和SiO2，按Y-TZP與AL2O3總質(zhì)量計(jì)，MgO0.6-1.0wt％；SiO20.6-2.5wt％。
2.一種按權(quán)利要求1所述的氧化鋯基復(fù)相陶瓷的制備方法，其特征在于包括以下過程將含2-3mol％Y2O3的50～65vol％亞微米氧化鋯粉或微米氧化鋯粉與35-50vol％的工業(yè)α-AL2O3粉，及按Y-TZP與AL2O3總質(zhì)量計(jì)的0.6-1.0wt％MgO粉、0.6-2.5wt％SiO2粉，按漿料固含量55-70wt％加水，并加入1-2wt％聚丙烯酸銨作為分散劑，經(jīng)球磨混合15-24小時(shí)，再經(jīng)進(jìn)口溫度400℃，出口溫度110℃噴霧造粒，制得的粉體在150-200MPa等靜壓成型，再于1450-1480℃燒結(jié)2～3小時(shí)制得氧化鋯基復(fù)相陶瓷。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種氧化鋯基復(fù)相陶瓷及其制備方法，屬于氧化鋯基結(jié)構(gòu)陶瓷領(lǐng)域。所述的復(fù)相陶瓷含2－3mol％Y
文檔編號(hào)C04B35/10GK1793032SQ20051001619
公開日2006年6月28日 申請(qǐng)日期2005年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月21日
發(fā)明者楊正方, 袁啟明, 李金有 申請(qǐng)人:天津大學(xué)