[发明专利]一种耐磨氧化锆陶瓷

说明书

本发明公开了一种耐磨氧化锆陶瓷，涉及氧化锆技术领域。所述的耐磨氧化锆陶瓷包括以下重量份计的原料：氧化锆45‑55份、氧化钡8‑12份、氧化铈6‑10份、氧化锌2‑4份、氧化钴10‑12份、羟基磷灰石12‑16份、N,N’‑亚甲基双丙烯酰胺5‑8份、表面活性剂10‑15份、氧化石墨烯1.5‑4份、抗菌剂2‑5份、粘接剂3‑5份。制备过程中加入氧化钡颗粒，使氧化锆晶格变形，提高氧化锆的再结晶能力，提高氧化锆陶瓷的硬度，增强耐磨性能。且由于加入了抗菌剂，可以使得到的造粒粉具有抗菌效能，本发明使用石墨烯做添加剂，增强氧化锆陶瓷的抗热震性，提高氧化锆陶瓷在高温下的抗弯强度、断裂韧性。

技术领域

本发明涉及一种耐磨氧化锆陶瓷，具体为氧化锆技术领域。

背景技术

作为新型高技术陶瓷，氧化锆陶瓷具有高强度、高断裂韧性、高硬度以及优异的隔热性能以及耐高温性能等属性，被广泛的应用于结构陶瓷和功能陶瓷领域。另外，氧化锆没有磁性、不导电、不生锈、耐磨，其在生物医学器械领域和道具、工具领域中也应用很广。近来，部分稳定氧化锆 (TZP) 可以通过粉末冶金方法，制备避磁的手表表壳、耐腐的表件和其 它仪器零件。除了上述的应用，TZP 还广泛地应用于装饰、生活、医学、压电陶瓷、传感器陶瓷等领域。

氧化锆陶瓷，具有熔点和沸点高、硬度大、耐磨损、耐高温、耐腐蚀，常温下为绝缘体、高温下则具有导电性等优良性质，被广泛应用于结构陶瓷和功能性陶瓷领域。相对于普通陶瓷，氧化锆陶瓷的密度、抗弯强度、断裂韧性、硬度和耐磨性更大，但抗热震性差。抗热震性代表着陶瓷材料抵抗温度变化能力的大小，也是陶瓷材料热学性能以及力学性能相对各种受热条件时一个全面的反映。氧化锆陶瓷经常在高温下使用，在高温下没有高韧性的特点，会导致其抗弯强度、断裂韧性、硬度和耐磨性下降。因此在高温和低温使用时性能的差异严重制约氧化锆陶瓷的发展。

陶瓷材料虽然有许多优越的特性，如高温力学性能、抗化学侵蚀性能、电绝缘性、较高的硬度和耐磨性等。但由于其结构决定了陶瓷材料缺乏像金属那样在受力状态下发生滑移引起塑性变形能力，容易产生缺陷，存在裂纹，且易于导致高度的应力集中，因而决定了陶瓷材料脆性的本质。因此改善陶瓷材料的脆性是陶瓷学家长期关注的问题，纯净的氧化锆是白色固体，含有杂质时会显现灰色或淡黄色，添加显色剂还可显示各种其它颜色。纯氧化锆的分子量为 123.22，理论密度是 5.89g/cm3，熔点为 2715℃。通 常含有少量的氧化铪，难以分离，但是对氧化锆的性能没有明显的影响。氧化锆有三种晶体形态：单斜、四方、立方晶相。常温下氧化锆只以单斜相出现，加热到 1100℃左右转变为四 方相，加热到更高温度会转化为立方相。由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体积变化，冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化，容易造成产品的开裂，限制了纯氧化锆在高温领域的应用，且其耐磨性能一般。

发明内容

本发明的目的在于提供一种耐磨性能良好的氧化锆陶瓷，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案一种耐磨氧化锆陶瓷包括以下重量份计的原料：氧化锆45-55份、氧化钡 8-12份、氧化铈 6-10份、氧化锌2- 4份、氧化钴10- 12份、羟基磷灰石 12-16份、N,N’- 亚甲基双丙烯酰胺 5-8份、表面活性剂 10-15 份、氧化石墨烯1.5-4份、抗菌剂2-5份、粘接剂3-5份。

进一步优选，所述的耐磨氧化锆陶瓷包括以下重量份计的原料 ：氧化锆48份、氧化钡 10份、氧化铈 8份、氧化锌3份、氧化钴11份、羟基磷灰石15份、N,N’- 亚甲基双丙烯酰胺 6份、表面活性剂 12份、氧化石墨烯3份、抗菌剂3份、粘接剂4份。

作为优选，所述的表面活性剂为质量比为1:1:1:1的单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇倍半油酸酯、丙二醇脂肪酸酯、琥珀酸二辛酯磺酸钠的混合物。