[发明专利]一种着色稳定、高强度陶瓷的制备方法

说明书

本发明涉及一种着色稳定、高强度陶瓷的制备方法，由氧化锆粉体、氧化锆重量4%的粘结剂、氧化锆重量0.5%的着色剂经过制胚、烧结制成，本发明提供的纳米氧化锆的制备方法使用氯化锆为原料，制备过程中改性的碳纳米管，可以显著提升氧化锆的稳定性，也能提升材料的着色稳定性。

技术领域

本发明属于新型陶瓷材料领域，属于纳米改性无机非金属材料领域，具体涉及一种着色稳定、高强度陶瓷的制备方法。

背景技术

纳米氧化锆具有抗热震性强、耐高温、化学稳定性好、材料复合性突出等特点。将纳米氧化锆与其他材料（Al₂O3 、SiO₂）复合，可以极大地提高材料的性能参数，提高其断裂韧性、抗弯强度等。因此，纳米二氧化锆不仅应用于结构陶瓷和功能陶瓷领域，也应用于提高金属材料的表面特性（热传导性、抗热震性、抗高温氧化性等）。

目前，氧化锆也被用作陶瓷添加剂，但是，氧化锆有三种晶体形态：单斜、四方、立方晶相，不同形态的氧化锆在转化过程中体积也存在不同，直接添加会造成产品或者釉面的开裂，影响制品的品质，现在，在氧化锆改性时往往通过在其中添加金属氧化物等来提升氧化锆的稳定性，现在经常在制备过程中添加硝酸钇作为稳定剂，而且用量较大，硝酸钇具有极强的毒性，在处理过程中及副产物中易出现有毒副产物，对环境及操作员具有危害性。

发明内容

本发明的目的是提供一种着色稳定、高强度陶瓷的制备方法，通过对纳米氧化锆制备方法的调整，提升了氧化锆的稳定性，同时，提升了纳米氧化锆的分散性，提升了着色性能。

本发明通过以下技术方案实现：

一种着色稳定、高强度陶瓷的制备方法，使用以下方法制备：取氧化锆粉体，然后加入氧化锆重量4%的粘结剂、氧化锆重量0.5%的着色剂，制成陶瓷胚体，然后对胚体进行烧结成型，烧结时，先升温至230℃保温处理1h，然后以6℃/min的升温速度升温至580℃，保温20min，再以8℃/min升温至780℃，保温30min，然后以2.5℃/min的速度升温至1200℃，保温2h，再以2℃/min的速度升温至1460℃，保温20min，再升温至1650℃，保温50min，得到陶瓷。。所述着色剂使用钒锆蓝着色剂。本申请中在烧结时，对烧结的温度进行精确的控制，采用逐步升温、保温的方式进行处理，使得胚体成型，在此过程中使结晶的过程得到有效的控制，使晶粒均匀，烧结陶瓷的致密度提升，陶瓷的强度也显著提升。

所述着色剂使用钒锆蓝着色剂，也可以使用其他着色剂。

所述粘结剂为石蜡和聚乙烯醇按重量比2：3混合制成。

所述氧化锆粉体制备方法包括以下步骤：

a、按重量计取氯化锆100份、无水乙醇400份、无水乙酸20份放入容器，使用磁力搅拌器搅拌30-60min；

b、制备处理液，处理液按重量计由以下成分制成：硅烷偶联剂0.8份、硝酸镧0.05份、十二烷基磺酸钠0.7份、草酸1份、水30份，混合搅拌20min，得到处理液，取碳纳米管8份加入上述处理液中，使用超声波处理60-81min，然后将混合液使用真空旋转蒸发器蒸干，得到预处理碳纳米管；本申请使用偶联剂、硝酸镧等处理纳米碳管，利用纳米碳管良好的稳定性及巨大的比表面积和吸附性，能够在后续处理时，对氧化锆基体具有更好的络合与吸附作用，起到稳定氧化锆结构，同时，可以作为骨架，使纳米氧化锆能够分散在碳纳米管组成的框架周边，提升材料的强度，但是，又可以保持纳米氧化锆的松散性。

c、将步骤b制得的预处理碳纳米管与步骤a得到的混合物混合，以1000r/min的转速搅拌30min，然后超声震荡20min，向其中滴加2mol/L的氢氧化钠溶液，滴加过程中不断使用超声波震荡处理，至溶液PH为8.2停止滴加，抽滤，洗涤，得到二氧化锆基体；