一種天藍色氧化鋯陶瓷的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種天藍色氧化錯陶瓷的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 氧化錯陶瓷是一種十分重要的結(jié)構(gòu)陶瓷材料，它具有非常優(yōu)異的力學性能，有著 高達lOOOMI^a的彎曲強度，斷裂初性高達lOMPa ?ml/%有陶瓷鋼的美譽，因此在工業(yè)機械和 日常生活中都有著越來越廣泛的應用。
[0003] 作為民用的氧化錯陶瓷產(chǎn)品往往需要漂亮的外觀，比如顏色、光澤等；但純氧化錯 粉末燒結(jié)出來的陶瓷產(chǎn)品是白色的，單一的該種顏色難W滿足人們對氧化錯陶瓷裝飾品日 益增長的需求，故開發(fā)不同顏色的氧化錯陶瓷產(chǎn)品勢在必行。
[0004] 但由于作為結(jié)構(gòu)陶瓷的氧化錯材料燒結(jié)溫度一般都高于1400°c，而一般作為改變 氧化錯顏色的添加劑色料高溫穩(wěn)定性都非常差，僅僅能在1300°C左右才穩(wěn)定著色，從而導 致燒結(jié)出來的彩色氧化錯陶瓷產(chǎn)品很脆，強度遠不及純氧化錯燒結(jié)出來的白色陶瓷產(chǎn)品。
[0005] 為了能使添加一般色料的氧化錯粉末能在1300°C左右的溫度下燒結(jié)致密，也有人 采用熱壓燒結(jié)來制備彩色氧化錯陶瓷產(chǎn)品。但采取該種方法來制備彩色氧化錯陶瓷對燒結(jié) 爐的性能要求很高，且熱壓燒結(jié)過程及設(shè)備復雜，生產(chǎn)控制要求很嚴，模具材料要求高，能 源消耗大，生產(chǎn)效率低，導致生產(chǎn)成本急劇上升，所W此方式不適合價格相對低廉的民用陶 瓷裝飾品市場。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的主要目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種天藍色氧化錯陶瓷的制備 方法，在保證氧化錯燒結(jié)完全致密的前提下，使色料在高溫下對氧化錯穩(wěn)定著色成天藍色， 同時保持較低的制作成本。
[0007] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案：
[000引一種天藍色氧化錯陶瓷的制備方法，包括W下步驟：
[0009] a.在作為陶瓷基體原料的氧化錯粉末中加入氧化欽粉末作為著色劑，并加入粘結(jié) 劑，形成混合料；
[0010] b.使用所述混合料制成陶瓷巧體；
[0011] C.對所述陶瓷巧體進行多階段式燒結(jié)處理，獲得天藍色氧化錯陶瓷產(chǎn)品；其中所 述多階段式燒結(jié)處理至少包括W下階段：先在室溫-600°C的溫度下燒結(jié)7-化，接下來在 600°C -1200°C的溫度下燒結(jié)4-她，然后在1200°C -1500°C的溫度下燒結(jié)6-她。
[0012] 步驟C中，在室溫-600°C的溫度下燒結(jié)她，在600°C -1200°C的溫度下燒結(jié)化，在 1200°C -1500°C的溫度下進一步分為W下兩個階段進行燒結(jié)；在大于1200°C小于上限高溫 闊值的溫度下燒結(jié)化，然后在所述上限高溫闊值的溫度下燒結(jié)化，其中所述上限高溫闊值 在1450-1500°C中取值。
[0013] 所述上限高溫闊值為1465-1475°C，更優(yōu)選為1470°C。
[0014] 所述氧化錯粉末為含氧化錠的穩(wěn)定四方二氧化錯粉末，平均粒徑為0. 5 ym。
[0015] 作為著色劑的氧化欽為平均粒徑為50nm純度為99. 5%的超細粉末，其重量為氧 化錯粉末的1-10%。
[0016] 所述粘結(jié)劑為聚己締醇。
[0017] 聚己締醇的重量為氧化錯粉末的1-5%。
[0018] 步驟b包括；將所述混合料放入球磨罐中球磨至混合均勻后，倒出球磨罐中的懸 濁液，烘干除去液體水分，礙磨過篩后獲得陶瓷粉末；通過壓制成型工藝將所述陶瓷粉末壓 制成所述陶瓷巧體。
[0019] 所述壓制成型工藝包括干壓和冷等靜壓成型工藝。
[0020] 步驟b包括使用所述混合料經(jīng)密煉后注射成型成陶瓷巧體。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有至少如下有益效果：
[0022] 本發(fā)明對由陶瓷基體粉末、著色劑、粘結(jié)劑所形成的陶瓷巧體進行多階段式 燒結(jié)處理，其中至少經(jīng)過W下階段：先在室溫-600°C的溫度下燒結(jié)7-化，接下來在 600°C -1200°C的溫度下燒結(jié)4-她，然后在1200°C -1500°C的溫度下燒結(jié)6-她，研究發(fā)現(xiàn)，按 照該樣的溫度和時間進行分段式燒結(jié)，既可W使氧化欽著色劑在陶瓷產(chǎn)品上穩(wěn)定著色，同 時又能達到對于氧化錯材料來說足夠的燒結(jié)溫度和時間，使產(chǎn)品致密性好，對性能無損，而 且本發(fā)明的制作工藝成本較低，可采用無壓大氣燒結(jié)工藝制備出天藍色氧化錯陶瓷制品， 較之熱壓燒結(jié)的方式大大的降低了成本。本發(fā)明的制備工藝簡單易用，適合大批量的商業(yè) 化生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0023] W下對本發(fā)明的實施方式作詳細說明。應該強調(diào)的是，下述說明僅僅是示例性的， 而不是為了限制本發(fā)明的范圍及其應用。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的實施例，天藍色氧化錯陶瓷的制備方法包括W下步驟：
[0025] 在作為陶瓷基體原料的氧化錯粉末中加入氧化欽粉末作為著色劑，并加入粘結(jié) 劑，形成混合料。使用混合料制成陶瓷巧體。對陶瓷巧體進行多階段式燒結(jié)處理W獲得天 藍色氧化錯陶瓷產(chǎn)品，該種多階段式燒結(jié)處理至少包括W下階段：先在室溫-600°C的溫度 下燒結(jié)7-化，接下來在600°C -1200°C的溫度下燒結(jié)4-她，然后在1200°C -1500°C的溫度下 燒結(jié)6-她。優(yōu)選地，在1200°C -1500°C的溫度下進一步分為W下兩個階段進行燒結(jié)；在大于 1200°C小于上限高溫闊值的溫度下燒結(jié)化，然后在上限高溫闊值的溫度下燒結(jié)化，其中上 限高溫闊值在1450-1500°C中取值。在一種優(yōu)選實施例中，上限高溫闊值為1465-1475°C， 最優(yōu)選為1470°C。
[0026] 在較具體的實施例中，天藍色氧化錯陶瓷的制備方法可包括W下步驟：
[0027] 步驟一、使用氧化錯粉末為基體原料，加入氧化欽作為著色劑，加入聚己締醇水溶 液作為粘結(jié)劑.
[002引步驟二、將步驟一中的陶瓷原料的混合物放入球磨罐中球磨至混合均勻后，倒出 球磨罐中的懸濁液，烘干除去液體水分，礙磨過篩后獲得陶瓷粉末.
[0029] 步驟=、通過干壓和冷等靜壓成型工藝將步驟二中獲得的陶瓷粉末壓制成所需的 陶瓷巧體。
[0030] 步驟四、將步驟=中獲得的陶瓷巧體直接放入高溫燒結(jié)爐中通過排膠、燒結(jié)一 體工藝制成天藍色氧化錯陶瓷產(chǎn)品，燒結(jié)控制過程如下：先在室溫-60(TC的溫度下燒結(jié) 7-9h，接下來在600°C -1200°C的溫度下燒結(jié)4-她，然后在1200°C -1500°C的溫度下燒結(jié) 6-她。優(yōu)選地，先在室溫-600°C的溫度下燒結(jié)她，接下來在600°C -1200°C的溫度下燒結(jié)化， 然后在1200°C -1470°C的溫度下燒結(jié)化，最后在1470°C的溫度下燒結(jié)化。上述優(yōu)選的排 膠、燒結(jié)一體工藝分為四段燒結(jié)曲線，第一段通過相對較低的溫度熱解W去除粘結(jié)劑聚己 締醇；再按照第二、=、四段設(shè)置的溫度及所分配的時間進行燒結(jié)，使色料著色穩(wěn)定且將陶 瓷巧體燒結(jié)成致密結(jié)構(gòu)。最優(yōu)選實施例中1470°CW作為上限高溫闊值，但在1450-1500°C 中取值也能取得比較理想的效果，尤其W在1450-1500°C中取值為佳。
[0031] 在優(yōu)選實施例中，所述氧化錯粉末是含氧化錠的穩(wěn)定四方二氧化錯粉末，其平均 粒徑為0. 5 um。
[0032] 在優(yōu)選實施例中，所述色料氧化欽為超細粉末，純度為99. 5%，平均粒徑為50nm， 其作為著色劑的加入量為氧化錯粉末重量的1-10%。
[0033] 在優(yōu)選實施例中，所述粘結(jié)劑聚己締醇的加入量占整個氧化錯粉末的重量百分比 為 1-5%。
[0034] 下面進一步結(jié)合具體實例對本發(fā)明作出說明：
[003引實例；
[0036] 稱取20克聚己締醇溶于1000克水中，充分溶解后倒入化球磨罐中，加入1000克 含氧化錠的穩(wěn)定四方氧化錯粉（純度為99%、平均粒徑為0. 5 ym)和20克氧化欽，球磨2化 后將懸濁液倒出，烘干除去水分后，將陶瓷粉末礙磨并且過500目篩網(wǎng)后，經(jīng)干壓和冷等靜 壓制備成直徑為28毫米、厚度為8毫米的氧化錯圓餅。再放入高溫燒結(jié)爐中排膠、燒結(jié)成 天藍色氧化錯陶瓷制品。
[0037] 排膠、燒結(jié)一體工藝分段可表示為：
[00%]
【主權(quán)項】
1. 一種天藍色氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于，包括以下步驟： a. 在作為陶瓷基體原料的氧化鋯粉末中加入氧化釹粉末作為著色劑，并加入粘結(jié)劑， 形成混合料； b. 使用所述混合料制成陶瓷坯體； c. 對所述陶瓷坯體進行多階段式燒結(jié)處理，獲得天藍色氧化鋯陶瓷產(chǎn)品；其中所述 多階段式燒結(jié)處理至少包括以下階段：先在室溫-600°C的溫度下燒結(jié)7-9h，接下來在 600°C -1200°C的溫度下燒結(jié)4-8h，然后在1200°C -1500°C的溫度下燒結(jié)6-8h。
2. 如權(quán)利要求1所述的天藍色氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟c中，在室 溫-600°C的溫度下燒結(jié)8h，在600°C -1200°C的溫度下燒結(jié)6h，在1200°C -1500°C的溫度下 進一步分為以下兩個階段進行燒結(jié)：在大于1200°C小于上限高溫閾值的溫度下燒結(jié)3h，然 后在所述上限高溫閾值的溫度下燒結(jié)4h，其中所述上限高溫閾值在1450-1500°C中取值。
3. 如權(quán)利要求2所述的天藍色氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于，所述上限高溫閾 值為 1465-1475°C，更優(yōu)選為 1470°C。
4. 如權(quán)利要求1-3任一項所述的天藍色氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于，所述氧 化鋯粉末為含氧化釔的穩(wěn)定四方二氧化鋯粉末，平均粒徑為〇. 5 μm。
5. 如權(quán)利要求1-4任一項所述的天藍色氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于，作為 著色劑的氧化釹為平均粒徑為50nm純度為99. 5 %的超細粉末，其重量為氧化鋯粉末的 1-10%〇
6. 如權(quán)利要求1-4任一項所述的天藍色氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于，所述粘 結(jié)劑為聚乙稀醇。
7. 如權(quán)利要求6所述的天藍色氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于，所述聚乙烯醇的 重量為氧化鋯粉末的1-5%。
8. 如權(quán)利要求1-4任一項所述的天藍色氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟b 包括：將所述混合料放入球磨罐中球磨至混合均勻后，倒出球磨罐中的懸濁液，烘干除去液 體水分，碾磨過篩后獲得陶瓷粉末；通過壓制成型工藝將所述陶瓷粉末壓制成所述陶瓷坯 體。
9. 如權(quán)利要求1-4任一項所述的天藍色氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于，所述壓 制成型工藝包括干壓和冷等靜壓成型工藝。
10. 如權(quán)利要求1-4任一項所述的天藍色氧化鋯陶瓷的制備方法，其特征在于，步驟b 包括使用所述混合料經(jīng)密煉后注射成型成陶瓷坯體。
【專利摘要】一種天藍色氧化鋯陶瓷的制備方法，包括以下步驟：在作為陶瓷基體原料的氧化鋯粉末中加入氧化釹粉末作為著色劑，并加入粘結(jié)劑，形成混合料；使用所述混合料制成陶瓷坯體；對所述陶瓷坯體進行多階段式燒結(jié)處理，獲得天藍色氧化鋯陶瓷產(chǎn)品；其中所述多階段式燒結(jié)處理至少包括以下階段：先在室溫-600℃的溫度下燒結(jié)7-9h，接下來在600℃-1200℃的溫度下燒結(jié)4-8h，然后在1200℃-1500℃的溫度下燒結(jié)6-8h。該天藍色氧化鋯陶瓷的制備方法可在保證氧化鋯燒結(jié)完全致密的前提下，使色料在高溫下對氧化鋯穩(wěn)定著色成天藍色，同時保持較低的制作成本。
【IPC分類】C04B35-622, C04B35-48, C04B35-64
【公開號】CN104671781
【申請?zhí)枴緾N201510033928
【發(fā)明人】鐘輝
【申請人】東莞勁勝精密組件股份有限公司, 東莞華晶粉末冶金有限公司
【公開日】2015年6月3日
【申請日】2015年1月22日