本發(fā)明涉及陶瓷材料，尤其涉及一種黃色四方相氧化鋯陶瓷的制備方法及其制得的產(chǎn)品。

背景技術：

1、氧化鋯陶瓷作為一種新型陶瓷材料，擁有許多優(yōu)異的物理化學特性。具有優(yōu)良的導電性能、高的熱膨脹系數(shù)和折射率、低的導熱系數(shù)和摩擦系數(shù)、優(yōu)良的化學穩(wěn)定性、抗腐蝕和抗侵蝕的能力，這使得氧化鋯材料在科研研究及生產(chǎn)應用領域成為熱點。

2、近年來，陶瓷在裝飾品行業(yè)供不應求，彩色氧化鋯陶瓷以其優(yōu)異的機械性能、色彩鮮艷且不褪色、金屬光澤及對人體無毒無害等優(yōu)點，成為優(yōu)質裝飾行業(yè)的一大熱門，在手表表盤、表鏈、手機外殼與珠寶(如莫氏硬度可高達8.5，與藍寶石相近)等行業(yè)有極大的開發(fā)潛力。此外，彩色氧化鋯陶瓷在口腔醫(yī)學領域的研究應用也比較多，如口腔冠橋修復材料、牙種植材料、樁核材料、托槽材料等，主要是利用了氧化鋯陶瓷的化學性能穩(wěn)定、生物相容性好、表面光澤度高、具有自然牙色等特征。

3、目前，現(xiàn)有技術彩色氧化鋯陶瓷的制備，主要是采用著色劑顏料與氧化鋯進行復合，或者是通過著色離子摻雜的方式進行。然而，氧化鋯陶瓷的燒結溫度在1450～1550℃之間，添加的著色劑顏料在高溫下易被分解揮發(fā)，從而導致顯色性能被破壞，因而鮮有耐高溫的顏料。而通過著色離子摻雜的方式，一是著色離子摻雜難以進入氧化鋯晶格之中，二是對著色離子的結構、離子半徑、電價、配位數(shù)以及離子間相互極化作用難以調控，從而容易導致著色不穩(wěn)定、甚至不顯色的問題。

技術實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種黃色四方相氧化鋯陶瓷的制備方法，通過稀土離子摻雜改性，以解決現(xiàn)有技術著色劑嚴重揮發(fā)性、著色離子摻雜不穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性差的缺點，從而制備出表面具有金屬光澤、裝飾效果好，且力學性能優(yōu)越、硬度高、斷裂韌性好的黃色四方相氧化鋯陶瓷。

2、本發(fā)明的目的通過以下技術方案予以實現(xiàn)：

3、本發(fā)明提供的一種黃色四方相氧化鋯陶瓷的制備方法，所述氧化鋯陶瓷的原料組成為3mol％氧化釔穩(wěn)定氧化鋯99.0～99.9wt％、pr6o110.1～1.0wt％；制備方法包括以下步驟：

4、(1)所述原料按照組成配比稱重混合后，以無水乙醇為球磨介質，按原料∶乙醇∶球磨子＝1∶3～4∶4～5，球磨處理10～12h，得到漿料；

5、(2)所述漿料在70～80℃溫度下烘干10～12h后，過篩得到粉體；

6、(3)將所述粉體在壓片機下干壓成型，得到素坯；

7、(4)所述素坯在空氣氣氛下于1400～1450℃溫度下進行燒結，保溫時間為1～10h，獲得致密的黃色四方相氧化鋯陶瓷。

8、進一步地，本發(fā)明所述3mol％氧化釔穩(wěn)定氧化鋯的純度＞99.9％，pr6o11的純度＞99.99％。

9、上述方案中，本發(fā)明所述黃色四方相氧化鋯陶瓷，其主晶相為氧化鋯的四方相晶型；其色度值為l*＝68.23～80.56、a*＝1.28～16.31、b*＝30.59～53.41，δe色差值為20.44～30.03，維氏硬度為13.64～13.69gpa，斷裂韌性為11.28～11.89mpa·m^(1/2)。

10、本發(fā)明具有以下有益效果：

11、(1)本發(fā)明提出的一種黃色四方相氧化鋯陶瓷的制備方法，通過摻雜pr6o11稀土氧化物，將缺陷有序引入(氧空位)到氧化鋯晶體結構中，有效解決了現(xiàn)有技術著色劑嚴重揮發(fā)性、著色離子摻雜不穩(wěn)定、顯色不均勻等缺點，為彩色氧化鋯陶瓷的制備提供了新的途徑。

12、(2)本發(fā)明使用稀土離子摻雜對氧化鋯陶瓷整體進行著色，不改變氧化鋯陶瓷的物理化學性能，不但保證了氧化鋯陶瓷的表面金屬光澤，使之更具有美觀性；而且所形成的四方相氧化鋯的晶體結構，相當于螢石結構沿著c軸伸長而變形的晶體結構，與單斜相相比，加熱時體積變化較小，不易造成產(chǎn)品開裂，因此力學性能優(yōu)越，硬度高、斷裂韌性好，具有極好的加工性能，適用于陶瓷裝飾品，如陶瓷手機殼、陶瓷手表以及珠寶等方面，有利于工業(yè)化的生產(chǎn)和應用。

技術特征：

1.一種黃色四方相氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于：所述氧化鋯陶瓷的原料組成為3mol％氧化釔穩(wěn)定氧化鋯99.0～99.9wt％、pr6o110.1～1.0wt％；制備方法包括以下步驟：

2.根據(jù)權利要求1所述的黃色四方相氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于：所述3mol％氧化釔穩(wěn)定氧化鋯的純度＞99.9％，pr6o11的純度＞99.99％。

3.根據(jù)權利要求1所述的黃色四方相氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于：所述黃色四方相氧化鋯陶瓷，其主晶相為氧化鋯的四方相晶型。

4.根據(jù)權利要求1所述的黃色四方相氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于：所述黃色四方相氧化鋯陶瓷的色度值l*＝68.23～80.56、a*＝1.28～16.31、b*＝30.59～53.41，δe色差值為20.44～30.03，維氏硬度為13.64～13.69gpa，斷裂韌性為11.28～11.89mpa·m^(1/2)。

技術總結
本發(fā)明公開了一種黃色四方相氧化鋯陶瓷的制備方法及其制得的產(chǎn)品，以3mol％氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(3YSZ)、Pr<subgt;6</subgt;O<subgt;11</subgt;為原料，經(jīng)球磨處理、干燥、成型、燒結，獲得致密的黃色四方相氧化鋯陶瓷。本發(fā)明通過稀土離子摻雜改性，解決了現(xiàn)有技術著色劑嚴重揮發(fā)性、著色離子摻雜不穩(wěn)定、熱穩(wěn)定性差的缺點，從而制備出了表面具有金屬光澤、裝飾效果好，且力學性能優(yōu)越、硬度高、斷裂韌性好的黃色四方相氧化鋯陶瓷，為彩色氧化鋯陶瓷的制備提供了新的途徑。本發(fā)明所得產(chǎn)品具有極好的加工性能，適用于陶瓷裝飾品，如陶瓷手機殼、陶瓷手表以及珠寶等方面，有利于工業(yè)化的生產(chǎn)和應用。

技術研發(fā)人員：李月明,鄒傳明,孫熠,李愷
受保護的技術使用者：景德鎮(zhèn)陶瓷大學
技術研發(fā)日：
技術公布日：2025/1/6