[发明专利]一种直接稳定氧化锆陶瓷制品的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及氧化锆陶瓷技术领域，具体是涉及一种直接稳定氧化锆陶瓷制品的制备方法。

 

背景技术

氧化锆（ZrO₂）具有熔点高（约2700℃）、高温化学性能稳定等优点，是一种非常优良的耐高温、耐侵蚀、耐磨损、高韧性陶瓷材料。但由于其复杂的晶型转化造成较大的体积变化，因此纯氧化锆无法直接制备成氧化锆制品。

消除氧化锆晶型转化的原理是在纯氧化锆中加入其它氧化物（如MgO、CaO、Y₂O₃、CeO₂等）作为稳定剂，预先经过高温处理，使其形成相对稳定的高温晶型。通常氧化锆的晶型稳定方法主要有两种：一种是高温稳定，即将单斜晶型的纯氧化锆与稳定剂混合均匀后经过高温煅烧或高温熔融形成立方晶型或四方晶型稳定氧化锆；另一种为低温稳定，即在锆盐（氯氧化锆）水溶液中溶入稳定剂，经结晶和低温分解后形成稳定氧化锆。

氧化锆的晶型稳定处理过程不仅使氧化锆制品的生产工序复杂化，而且大幅度地增加了设备、设施投资和生产成本。

 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种直接稳定氧化锆陶瓷制品的制备方法，使经过高温一次性处理完成稳定和烧结两个过程。

本发明的直接稳定氧化锆陶瓷制品的制备方法，具体包括以下步骤；

a）、原料及其配比（重量百分比）

单斜氧化锆     95~97%

氧化镁         1.5~3%

添加剂         0.5~2%

其中，添加剂为氧化铝、氮化铝、氟硅酸铝中的任意一种；

b）、混料及磨细

将步骤a）配比的原料在球磨机中混合并磨细到800~1000目;

c）、成型

将步骤b）制得的磨细料加入占磨细料质量2~4%的结合剂，再在液压机上压制成型，成型压力为100~120MPa；

d）、干燥

将步骤c）压制的坯体在干燥箱中经100~120℃×2~4小时干燥；

e）、烧成

将干燥的坯体装入高温窑炉中，经1600~1700℃烧结，保温6~10小时。

进一步，所述单斜氧化锆的纯度为ZrO₂≥99wt%。

进一步，所述氧化镁的纯度为MgO≥99wt%。

进一步，所述结合剂为水、水玻璃、磷酸二氢铝、稀磷酸中的任意一种。

添加剂主要有两大作用：一是作为助烧结剂，ZrO₂和Al₂O₃的共熔点较低，引入Al₂O₃可以促进ZrO₂的烧结；二是作为稳定剂，ZrO₂和MgO生成的四方晶型固溶体容易分解而失去稳定作用，引入Al₂O₃可以抑制四方固溶体的分解。

本发明利用氧化镁作为稳定剂，引入添加剂作为助烧结剂，经过高温一次性处理完成稳定和烧结两个过程。

 

具体实施方式

a）、配料；原料及配比见表1。

表1

b）、混合：按表1配比将原料在球磨机中混合均匀并磨细至1000目。

c）、成型：将磨细料外加结合剂再在液压机上压制成型，成型压力见表2。

d）、干燥：将成型坯体放入干燥箱或干燥炉中干燥，干燥温度见表2。

e）、烧成：将干燥的坯体装入高温窑炉中烧结，烧结温度见表2。

                                                             表2