[发明专利]锆基复合陶瓷材料及其制备方法与外壳或装饰品

说明书

本发明涉及锆基复合陶瓷材料领域，公开了一种锆基复合陶瓷材料及其制备方法与外壳或装饰品。本发明的锆基复合陶瓷材料含有氧化锆基体，以及分散在所述氧化锆基体内部和外表面的黑色微粒和K₂Ti₆O₁₃，所述黑色微粒为含有A元素和B元素的复合氧化物，其中，A为Co，B为Fe、Al和Cr中的至少一种。在本发明中，通过在锆基复合陶瓷材料的内部和外表面分散有特定的黑色微粒和晶粒抑制剂，能够得到晶粒更细更均匀、陶瓷基体更均匀、抛光效果更好、强度更高的锆基复合陶瓷材料，并由此能够提供一种兼具优异的抗摔性能和色度的氧化锆陶瓷。

技术领域

本发明涉及锆基复合陶瓷材料领域，具体地，涉及一种锆基复合陶瓷材料及其制备方法与外壳或装饰品。

背景技术

随着科学技术的高度发展，消费者对陶瓷材料的性能和质量的要求越来越高。氧化锆陶瓷由于其具有比其他类型陶瓷耐腐蚀性好、硬度高、以及强度高的特点有着广泛应用。然而，在制作大面积外观件时，虽然现有的氧化锆陶瓷的韧性(达到5-6MPa·m^1/2)比其他类型的陶瓷要高一些，但仍然存在不耐摔的缺点。而且，现有的氧化锆陶瓷的颜色通常为白色，太过单一，且并不美观。因此，若想采用氧化锆陶瓷制作外观件，还需要对氧化锆陶瓷的色度和韧性(抗摔)进一步改良。

目前，市面上氧化钇稳定的氧化锆粉体已经较为成熟，对于氧化锆陶瓷的改良通常是建立在氧化钇稳定的氧化锆粉体基础上。为了改良氧化锆陶瓷的韧性，常规的增韧方法包括：促使氧化锆陶瓷发生相变，或者在氧化锆陶瓷中添加第二结构相以增韧等。虽然现有的这些常规的增韧方法能够在一定程度上起到增韧作用，然而这些方法通常只能针对于白色陶瓷。至今还没有能够同时达到增韧抗摔和染色的方法。

例如，在中国专利CN1170787C中公开了一种Mg稳定四方相氧化锆多晶(TZP)陶瓷。这种陶瓷通过掺杂Mg能够起到一部分增韧的效果，但是这种效果不明显。而且根据这种方法制备出的陶瓷样品强度偏低，只有590MPa左右，这样的强度无法制备出大面积的薄片(易断)。另外，这种方法也仅是针对白色陶瓷，其应用范围较窄。

另外，在中国专利CN103384652中虽然提到了各种染色的方法，但未提及同时增韧的方法也没给出抗摔说明，更没有抛光效果说明，因此可应用范围也被限制，而且其中报道的锰酸锶镧(LSMO)黑度偏灰不纯不亮，无法作为大面积外观件使用。

由上述内容可知，目前氧化锆陶瓷的抗摔性能还需要进一步改进，以提出一种具有优异抗摔性能的陶瓷；同时还需要对氧化锆陶瓷的色度进行进一步改进，以获得一种兼具优异的抗摔性能和色度的氧化锆陶瓷，以适应于市场需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种锆基复合陶瓷材料及其制备方法与外壳或装饰品，以提供一种兼具优异的韧性(抗摔性能)和色度的氧化锆陶瓷。

本发明的发明人经过深入的研究发现，在制备锆基复合陶瓷材料时，以氧化锆为基体，以特定的黑色料为色料，并以K₂Ti₆O₁₃为晶粒抑制剂时，不仅能够获得很好的色度，并且能够使晶粒更细更均匀，使陶瓷基体更均匀，保证良好的抛光效果，提高锆基复合陶瓷材料的强度，由此完成了本发明。

也即，本发明一方面提供一种锆基复合陶瓷材料，所述锆基复合陶瓷材料含有氧化锆基体，以及分散在所述氧化锆基体内部和外表面的黑色微粒和K₂Ti₆O₁₃，所述黑色微粒为含有A元素和B元素的复合氧化物，其中，A为Co，B为Fe、Al和Cr中的至少一种。

优选地，所述锆基复合陶瓷材料中含有1-5重量％的黑色微粒以及0.1-1重量％的K₂Ti₆O₁₃。