[发明专利]一种氧化钇稳定氧化锆粉体及其制备方法和陶瓷

说明书

本发明属于粉体制备技术领域，具体涉及一种氧化钇稳定氧化锆粉体及其制备方法和陶瓷。本发明利用乙醇分散ZrO₂，提高ZrO₂的分散度，为氧化钇提供可包覆的、分散好的内核颗粒；将ZrO₂与钇盐溶液混合后，钇离子在溶液中处于游离状态，ZrO₂与之混合并球磨使得钇离子包覆在ZrO₂表面，形成均匀的钇盐包覆层，经煅烧后，钇盐分解进而得到包覆型氧化钇稳定氧化锆粉体。实施例的结果表明，利用本发明所得氧化钇稳定氧化锆粉体制备得到的陶瓷，硬度≥1410HV，断裂韧性≥15.0MPa·m^1/2。

技术领域

本发明属于粉体制备技术领域，具体涉及一种氧化钇稳定氧化锆粉体及其制备方法和陶瓷。

背景技术

目前工业化制备氧化钇稳定氧化锆粉体(以下简称YSZ粉体)的方法主要为共沉淀法和机械混合法，其中共沉淀法是将沉淀剂加入到含有两种或多种阳离子的溶液中，经沉淀反应、过滤、洗涤、干燥后可得到含两种或多种阳离子粉体的制备方法，采用共沉淀法制备YSZ粉体时，过滤、洗涤、干燥步骤容易造成粉体团聚；传统的机械混合法一般采用球磨技术，但在球磨过程中仍存在两种氧化物混合不均的问题，合成的粉体颗粒也较大。

上述共沉淀法和机械混合法制备得到的YSZ粉体在烧结过程中会出现二次再结晶和颗粒粗大化，影响陶瓷试样的机械性能。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种氧化钇稳定氧化锆粉体的制备方法，本发明提供的制备方法能够得到粒径较小的氧化钇稳定氧化锆粉体，且能够制备得到硬度和断裂韧性较好的陶瓷。

为实现以上目的，本发明提供如下技术方案：

一种氧化钇稳定氧化锆粉体的制备方法，包括：

(1)将钇盐的水溶液与ZrO₂乙醇分散液混合，得到混合料；所述混合料中的钇与ZrO₂的质量比为1:3～20，其中，所述混合料中的钇以Y₂O₃计；所述钇盐为可热分解钇盐；

(2)将所述步骤(1)得到的混合料进行球磨，得到浆料；所述球磨的速度为450～550r/min，所述球磨的时间为4～8h；

(3)将所述步骤(2)得到的浆料依次进行干燥、研磨和煅烧，得到氧化钇稳定氧化锆粉体；所述煅烧的温度为750～900℃，所述煅烧的时间为4～6h。

优选的，所述钇盐包括Y(NO₃)₃。

优选的，所述Y(NO₃)₃的水溶液的制备方法包括：

(a)将氧化钇与水混合，得到氧化钇水分散液；所述氧化钇与水的质量比为1:4～5；

(b)将所述步骤(a)得到的氧化钇水分散液与硝酸溶液混合，进行复分解反应，得到Y(NO₃)₃的水溶液；所述氧化钇水分散液中的氧化钇与硝酸溶液中硝酸的摩尔比≥1:6，所述氧化钇以钇离子计。

优选的，所述步骤(a)中氧化钇的粒径为40～60nm。

优选的，所述步骤(b)中复分解反应在室温条件或加热条件下进行；

在加热条件下，所述复分解反应的温度为40～55℃，所述复分解反应的时间为8～15min。

优选的，所述步骤(1)的ZrO₂乙醇分散液中ZrO₂与乙醇的质量比为1:1～1.5。

优选的，所述ZrO₂的粒径为0.2～1.0μm。