[发明专利]氧化铝掺杂的氧化镁部分稳定氧化锆陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化镁部分稳定氧化锆陶瓷的制备方法，特别是一种氧化铝掺杂的氧化镁部分稳定氧化锆陶瓷的制备方法。

背景技术

与传统的耐火材料相比，二氧化锆具有更高的化学稳定性。二氧化锆具有多晶型的相结构，分别为单斜相（m-ZrO₂）、四方相（t-ZrO₂）和立方相（c-ZrO₂）。在转变过程中伴随着体积变化，ZrO₂由单斜向四方转变时，体积会收缩5%；由四方向单斜转变时体积膨胀8%。这是一个可逆的相转变过程。相变引起的体积效应往往引起纯氧化锆制品产生开裂。氧化镁部分稳定氧化锆(Mg-PSZ)陶瓷材料以其优越的中、常温力学性能、耐磨、耐腐蚀性而被广泛应用，但其在高温条件下重复使用时，氧化镁稳定氧化锆陶瓷的抗热震性变差，导致材料剥落开裂。由于氧化铝可与氧化锆中的稳定剂氧化镁反应生成镁铝尖晶石，钉扎在晶界起到细化晶粒并改变材料的相含量分布的作用。因此，可以通过掺杂Al₂O₃来降低材料的热膨胀系数，进而提高氧化镁稳定氧化锆陶瓷材料的抗热震性，增加其在高温下的使用次数，提高生产效率，。

发明内容

本发明的目的在于提供的一种利用氧化铝掺杂的氧化镁部分稳定氧化锆陶瓷的制备方法，以解决氧化镁部分稳定氧化锆陶瓷抗热震性的问题。

为达到上述发明目的，本发明采用如下技术方案:

一种氧化铝掺杂的氧化镁部分稳定氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于该方法的具体步骤为：

a.在每100分氧化镁稳定氧化锆粉体中，加入4-16份的粘结剂、12-40份的去离子水和0.5-5份的分散剂；均匀搅拌配制成浆料；再加入将0.1-5份的纳米氧化铝；然后进行球磨，其中料与球的比例为1：（0.5-1.5），最后机械混合10-30h，得到充分均匀混合的氧化铝掺杂氧化镁部分稳定氧化锆陶瓷浆料；所述粘结剂为阿拉伯树胶；上述分散剂为柠檬酸、高分子分散剂丙烯酰胺或三乙醇胺；

b.将步骤a所得浆料倒入金zing注浆，注浆时间8-15min，0.5-1.5h后脱模，得到氧化铝掺杂的氧化镁部分稳定氧化锆陶瓷产品素胚；置于遮阳处干燥1-3天，最后修坯；

c.将步骤b所得素坯进行烧结，终烧温度为1550℃-1700℃，最终获得所述氧化铝掺杂的氧化镁部分稳定氧化锆陶瓷产品。

本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点：本发明具有工艺设备简单、成本低、适合规模化等优点，所制备氧化铝掺杂氧化镁稳定氧化锆产品，热膨胀系数降低，改变相含量分布，明显提高材料的抗热震性，可在高温环境中重复使用。

附图说明

图1是本发明优选实施例1所制备的氧化铝掺杂氧化镁稳定氧化锆的SEM图。

图2是本发明优选实施例2的热膨胀曲线。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行详细说明。

实施例1

将商业氧化镁稳定氧化锆粉体（MgO3.5%,ZrO₂96.5%）、去离子水、粘结剂及分散剂三乙醇胺按照100:28:13:1(质量比)的比例配置成浆料，将纳米氧化铝按比例加入至浆料中；其中,氧化镁稳定氧化锆粉体与纳米氧化铝粉体质量比为100:2。将浆料倒入并向球磨罐中并加入氧化锆球，浆料与氧化锆球的比例为1：1.2，然后置于滚筒中混浆20h，充分混合浆料。将浆料倒入石膏模具中，注浆时间10min，1h后脱模，得到产品素胚；置于遮阳处干燥1天，最后修坯；将成型的干燥的素坯产品置于高温炉中，在空气气氛中，终烧温度为1620℃，且保温4小时，即得到氧化铝掺杂氧化镁稳定氧化锆陶瓷产品。

图1为所制备氧化铝掺杂氧化镁稳定氧化锆的SEM图，由图1可见：氧化铝与氧化锆中的稳定剂氧化镁反应生成镁铝尖晶石钉扎在晶界，并起到细化晶粒的作用。

实施例2