[发明专利]一种适合制备高强度高韧性钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷的粉体材料及其制备方法

权利要求书

1.一种适合制备高强度高韧性钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷的粉体材料，由氧化锆和氧化钇组成；其特征在于：所述氧化钇的含量为Zr⁴⁺总量的1.4～2.6mol％，所述粉体材料原晶平均粒径为50～110nm。

2.根据权利要求1所述的适合制备高强度高韧性钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷的粉体材料，其特征在于：所述粉体材料以氧氯化锆和氧化钇为原料，经水解-水热反应、煅烧、破碎制得。

3.根据权利要求2所述的适合制备高强度高韧性钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷的粉体材料，其特征在于：所述粉体材料二次粒子平均粒径为160～180nm。

4.根据权利要求1所述的适合制备高强度高韧性钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷的粉体材料，其特征在于：所述粉体材料的晶相结构为四方相与单斜相共存，其中四方相的含量为15～40wt％。

5.根据权利要求1或2或3或4所述的适合制备高强度高韧性钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷的粉体材料，其特征在于：所述粉体材料其烧结体的相结构为100％四方相。

6.根据权利要求5所述的适合制备高强度高韧性钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷的粉体材料，其特征在于：所述粉体材料其烧结体的晶粒尺寸为150～300nm，密度为6.06～6.10g/cm³，抗折强度为1100～1300MPa，断裂韧性为8.6～13.5MPa·m^1/2。

7.权利要求1-6之一所述适合制备高强度高韧性钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷的粉体材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将Zr⁴⁺浓度为0.5mol/L的氧氯化锆溶液加入反应容器中，然后加入氧化钇构成反应体系；所述氧化钇的用量为Zr⁴⁺总量的1.4～2.6mol％；

(2)将所述反应体系加热至氧化钇溶解后，加入有机添加剂；然后在密闭反应釜中进行水解-水热反应使其逐渐水解、沉淀；

(3)将水解液滤除，滤渣经去离子水洗涤后，在600～700℃温度下进行低温煅烧而得到氧化锆与氧化钇的固溶团聚粉体；

(4)将所述固溶团聚粉体在900～1000℃温度下进行高温煅烧；之后将煅烧后的固溶团聚粉体破碎制粉，得到最终的粉体材料。

8.根据权利要求7所述的适合制备高强度高韧性钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷的粉体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中有机添加剂的用量为0.5wt％；所述有机添加剂为十二磺基苯磺酸钠、脂肪酸、聚丙烯酸、聚乙烯醇中的一种或其组合。

9.根据权利要求7所述的适合制备高强度高韧性钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷的粉体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(2)中水解-水热反应的温度为180～220℃，压强为2～3MPa。

10.根据权利要求7所述的适合制备高强度高韧性钇稳定四方多晶氧化锆陶瓷的粉体材料的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中低温煅烧的气压为0.6～0.9个标准大气压。