[发明专利]一种天蓝色氧化锆陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种天蓝色氧化锆陶瓷的制备方法。

背景技术

氧化锆陶瓷是一种十分重要的结构陶瓷材料，它具有非常优异的力学性能，有着高达1000MPa的弯曲强度，断裂韧性高达10MPa·m1/2，有陶瓷钢的美誉，因此在工业机械和日常生活中都有着越来越广泛的应用。

作为民用的氧化锆陶瓷产品往往需要漂亮的外观，比如颜色、光泽等；但纯氧化锆粉末烧结出来的陶瓷产品是白色的，单一的这种颜色难以满足人们对氧化锆陶瓷装饰品日益增长的需求，故开发不同颜色的氧化锆陶瓷产品势在必行。

但由于作为结构陶瓷的氧化锆材料烧结温度一般都高于1400℃，而一般作为改变氧化锆颜色的添加剂色料高温稳定性都非常差，仅仅能在1300℃左右才稳定着色，从而导致烧结出来的彩色氧化锆陶瓷产品很脆，强度远不及纯氧化锆烧结出来的白色陶瓷产品。

为了能使添加一般色料的氧化锆粉末能在1300℃左右的温度下烧结致密，也有人采用热压烧结来制备彩色氧化锆陶瓷产品。但采取这种方法来制备彩色氧化锆陶瓷对烧结炉的性能要求很高，且热压烧结过程及设备复杂，生产控制要求很严，模具材料要求高，能源消耗大，生产效率低，导致生产成本急剧上升，所以此方式不适合价格相对低廉的民用陶瓷装饰品市场。

发明内容

本发明的主要目的在于针对现有技术的不足，提供一种天蓝色氧化锆陶瓷的制备方法，在保证氧化锆烧结完全致密的前提下，使色料在高温下对氧化锆稳定着色成天蓝色，同时保持较低的制作成本。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种天蓝色氧化锆陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

a.在作为陶瓷基体原料的氧化锆粉末中加入氧化钕粉末作为着色剂，并加入粘结剂，形成混合料；

b.使用所述混合料制成陶瓷坯体；

c.对所述陶瓷坯体进行多阶段式烧结处理，获得天蓝色氧化锆陶瓷产品；其中所述多阶段式烧结处理至少包括以下阶段：先在室温-600℃的温度下烧结7-9h，接下来在600℃-1200℃的温度下烧结4-8h，然后在1200℃-1500℃的温度下烧结6-8h。

步骤c中，在室温-600℃的温度下烧结8h，在600℃-1200℃的温度下烧结6h，在1200℃-1500℃的温度下进一步分为以下两个阶段进行烧结：在大于1200℃小于上限高温阈值的温度下烧结3h，然后在所述上限高温阈值的温度下烧结4h，其中所述上限高温阈值在1450-1500℃中取值。

所述上限高温阈值为1465-1475℃，更优选为1470℃。

所述氧化锆粉末为含氧化钇的稳定四方二氧化锆粉末，平均粒径为0.5μm。

作为着色剂的氧化钕为平均粒径为50nm纯度为99.5％的超细粉末，其重量为氧化锆粉末的1-10％。

所述粘结剂为聚乙烯醇。

聚乙烯醇的重量为氧化锆粉末的1-5％。

步骤b包括：将所述混合料放入球磨罐中球磨至混合均匀后，倒出球磨罐中的悬浊液，烘干除去液体水分，碾磨过筛后获得陶瓷粉末；通过压制成型工艺将所述陶瓷粉末压制成所述陶瓷坯体。

所述压制成型工艺包括干压和冷等静压成型工艺。

步骤b包括使用所述混合料经密炼后注射成型成陶瓷坯体。

与现有技术相比，本发明具有至少如下有益效果：

本发明对由陶瓷基体粉末、着色剂、粘结剂所形成的陶瓷坯体进行多阶段式烧结处理，其中至少经过以下阶段：先在室温-600℃的温度下烧结7-9h，接下来在600℃-1200℃的温度下烧结4-8h，然后在1200℃-1500℃的温度下烧结6-8h，研究发现，按照这样的温度和时间进行分段式烧结，既可以使氧化钕着色剂在陶瓷产品上稳定着色，同时又能达到对于氧化锆材料来说足够的烧结温度和时间，使产品致密性好，对性能无损，而且本发明的制作工艺成本较低，可采用无压大气烧结工艺制备出天蓝色氧化锆陶瓷制品，较之热压烧结的方式大大的降低了成本。本发明的制备工艺简单易用，适合大批量的商业化生产。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。

根据本发明的实施例，天蓝色氧化锆陶瓷的制备方法包括以下步骤：