[发明专利]高性能氧化锆陶瓷超微粉生料及制备工艺

说明书

                            技术领域

本发明涉及一种用于制造氧化锆固体电解质敏感元件、氧传感器等功能陶瓷制品，以及用于制造陶瓷光纤插芯、套管、量规等结构件制品的氧化钇稳定的高性能氧化锆陶瓷超微粉生料和制备工艺。

                             背景技术

二氧化锆(ZrO₂)是一种耐高温、耐磨损、耐腐蚀的陶瓷材料。高纯ZrO₂具有优良的物理化学性质，当其与Y₂O₃材料进行掺杂时等，在不同条件下又具有对电、光、声、气和温度等的敏感特性，使其广泛用于电子陶瓷、功能陶瓷和结构陶瓷等高新技术领域。因此自80年代以来，随着电子和新材料工业的发展，ZrO₂主要作为耐火材料应用已成过去，而在电子陶瓷、功能陶瓷和结构陶瓷等方面的应用迅速发展，成为电子、航天、航空和光纤通信器件的基础材料，在高新技术领域中的应用异常活跃。ZrO₂尤其在光纤连接器和汽车尾气控制氧传感器的发展中起着重要的作用，具有广阔的应用前景。

传统的氧化锆陶瓷粉生料是由氧化锆粉和氧化钇粉混合而成，根据陶瓷用途不同，在氧化锆粉料中添加的氧化钇粉的量不同，其添加量及用途如下表所示：

氧化钇含量相组成主要用途  3mol％四方相结构陶瓷材料，例如光纤插芯、套管、结构件、球磨介质等  4mol％四方+立方汽车氧传感器材料  8-9mol％立方高性能固体电解质氧敏元件材料

                        发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种可降低烧结温度，保证烧结后陶瓷晶粒细小的高性能氧化锆陶瓷超微粉生料及制备工艺。

本发明目的的实现方式为，高性能氧化锆陶瓷超微粉生料，包括有氧化锆粉、氧化钇粉，氧化钇在氧化锆中所占的mol数为3mol％、4mol％或8-9mol％，氧化锆、氧化钇粉中加入其重量的0.2％-1.5％的氧化铝超微粉，粉的粒度为0.2-0.5μm。

高性能氧化锆陶瓷超微粉的制备工艺，工艺步骤如下：

(1)将氧氯化锆(ZrOCl₂·8H₂O)用浓盐酸提纯，用去离子水溶解，成为浓度为0.5-2M的溶液，

(2)将Y₂O₃在无水硝酸中溶解，成为硝酸钇(YNO₃)溶液，用去离子水稀释成为浓度为.05-2M的溶液，

(3)将硝酸钇溶液与氧氯化锆溶液，按3mol％、4mol％或8-9mol％的比例混合，配出氧化锆粉母液，

(4)将聚乙烯醇在温水中溶解，配成重量％浓度为3-10％的水溶液，将聚乙二醇在温水中溶解配成重量％浓度为3-12％的溶液，按照聚乙烯醇、聚乙二醇溶液与氧化锆母液的体积比为3-10％、2-6％的比例向母液中添加聚乙烯醇水溶液、聚乙二醇水溶液，然后混合均匀，

(5)将碳酸氢铵配制成浓度为0.5-5M的碳酸氢铵溶液，