[发明专利]三明治结构复合氧化锆‑氧化铝‑氧化锆陶瓷及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料制备工艺技术领域，具体涉及一种三明治结构复合氧化锆-氧化铝-氧化锆陶瓷及其制备方法。

背景技术

氧化锆是一种耐高温、耐腐蚀、耐磨损而且具有优良绝缘性能的无机非金属材料，20世纪20年代初即被应用于耐火材料领域，同时氧化锆也是国家产业政策中鼓励重点发展的高性能新材料之一，目前正广泛地被应用于各个行业中。氧化铝陶瓷是氧化物中最稳定的物质，具有机械强度高、硬度大、耐磨、耐高温、耐腐蚀、高的电绝缘性与低的介电损耗等特点，它是发展比较早、成本低、应用最广的一种陶瓷材料，在航天、航空、发动机耐磨部件、刀具等方面具有十分诱人的应用前景。但是，由于它具有高脆性和均匀性差等致命弱点，影响了陶瓷零部件的工作可靠性和使用安全性，因此，提高氧化铝陶瓷的韧性是殛待解决的重要问题。氧化锆氧化铝复合陶瓷结合了两者的性能优势，将强度与韧性结合，让复合材料拥有更为广阔的应用市场。

中国专利201110327301.1提供了一种复合结构氧化铝/氧化铝-氧化锆层状复合材料及制备方法。层状复合材料由氧化铝层和氧化铝-氧化锆层组成，其中氧化铝层和氧化铝-氧化锆层的厚度及层厚比可任意调整，表层为氧化铝，相组成为α-氧化铝和四方相氧化锆，具有微-纳米复合结构。本发明可以在较低的温度下，以氧化铝和氧化锆粉体为原料，采用简单的铺层/原位热压工艺制备出具有高致密度、高纯度、高断裂功、高表面硬度及弯曲强度可控等综合性能优异的微-纳米复合结构氧化铝/氧化铝-氧化锆层状复合材料。

中国专利201110134042.0提供了一种氧化铝-氧化锆复合载体及其制备方法。以载体质量100％计，载体包含氧化铝1-95％，氧化锆5-99％，载体具有如下物性：堆密度0.8-1.1g/ml，孔容0.3-0.6ml/g，比表面积5-60m2/g，平均孔径80-350nm，优选100-250nm；载体在90-140nm和250-500nm处出现双峰。

中国专利201410591633.4提供了一种氧化铝/氧化锆复合的陶瓷喷嘴，其特征在于，由下列重量份的原料制成：氧化铝65-80、氧化锆32-45、铝镁尖晶石4-8、金红石5-8、石蜡1-2、硫酸钴0.1-0.3、软土3-4、硬土2-3、陶土4.1-5.7、尼龙12 0.6-0.9、棕榈油0.2-0.4、甘油单酯6-9、乙二醇单丁醚4-8、聚氨酯树脂乳液8-12、助剂3-4、适量水；该发明制备工艺简单，成品率高，价格低廉，制得的陶瓷喷嘴延展性好、耐磨性佳、耐强腐蚀、抗拉强度高、使用寿命长，满足不同色选机的各种需求，色选效率高。

中国专利201110203264.3提供了一种氧化锆和氧化铝复合陶瓷的制备方法，该制备方法是：锆酸丁酯及氯化铝溶于浓盐酸，发生水解、聚合反应生成复合前驱体；在水相中，长链烃基表面活性剂与有机改性剂通过vandeerWalls力、氢键相互作用形成稳定的模板剂溶液；两者通过静电自组装作用结合，得锆-铝基胶体颗粒；热处理胶体颗粒，形成结构有序的ZrO₂-Al₂O₃复合陶瓷。本发明的改性剂在自组装过程中通过化学键或者超分子作用力和表面活性剂作用，以阻止胶体颗粒的任意生长，同时调控胶体的尺寸大小、微观结构、均匀性、分散性等品质参数，自组装得到的Zr-Al基胶体颗粒产量较大，Zr-Al基胶体颗粒经热处理得到的ZrO₂-Al₂O₃复合陶瓷具有良好的微观结构及优异的性能，可以应用于其它复合金属氧化物纳米材料。

中国专利01121619.0提供了一种低成本的熔融浇铸氧化铝－二氧化锆－二氧化硅产品，该熔融浇铸的AZS产品，其特征在于通过化学分析以重量计含有：Al₂O₃：45-65％；ZrO₂：10.0-29.0％；SiO₂：20.0-24.0％；SiO₂/(Na₂O+K₂O)：4.5-8.0％；其他物质：0.5-4.0％，这些产品可以使用生产废料或回收的旧材料生产。

现有的专利均没有针对氧化锆及氧化铝两种材料与其他材料进行化学反应方法的制备，产品领域针对性强，应用领域也相对狭窄。

发明内容