[发明专利]一种氮化钛补强氧化锆增韧氧化铝陶瓷粉体及其制备方法

说明书

本发明提供了一种氮化钛补强氧化锆增韧氧化铝陶瓷粉体及其制备方法，属于陶瓷材料技术领域，本发明提供的制备方法包括以下步骤：将铝盐、锆盐、钇盐、钛盐与水混合，得到混合水溶液；所述铝盐、锆盐、钇盐和钛盐为水溶性无机盐；将得到的混合水溶液与碱性沉淀剂混合进行沉淀，得到氢氧化物沉淀粉体；将得到的氢氧化物沉淀粉体依次进行第一煅烧和第二煅烧，得到氧化物固溶体粉体；将所得到的氧化物固溶体粉体选择性氮化反应，得到氮化钛补强氧化锆增韧氧化铝陶瓷粉体。本发明提供的氮化钛补强氧化锆增韧氧化铝陶瓷粉体热压烧结得到的陶瓷材料硬度高，导电性能好。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，特别涉及一种氮化钛补强氧化锆增韧氧化铝陶瓷粉体及其制备方法。

背景技术

材料的力学、电学、光学等使用性能不仅取决于材料中各个组分的本身性质，还与材料组分之间的宏观层次和显微层次的结构密切相关。近年来，先进陶瓷材料的制备技术正朝着加更精细和微观可控的方向发展，强调陶瓷材料分子、原子尺度的复合和以固溶为基础的材料制备。在先进陶瓷材料研究中，与固溶体系相关的材料制备和材料改性技术，包括固溶强化、固溶掺杂、固溶分相、固溶体选择性反应等，是进行显微结构设计的重要方法。

氧化锆增韧氧化铝陶瓷材料(zirconia-toughenedalumina，ZTA)具有良好的力学性能，它的强度和韧性值可以通过调节Y₂O₃的掺杂量来调节，它的晶粒尺寸的大小控制、抑制相转变、促进材料的致密化可以通过Al₂O₃的含量来调节。但是硬度不高和导电性差限制了它的应用场合。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种氮化钛补强氧化锆增韧氧化铝陶瓷粉体及其制备方法，本发明提供的氮化钛补强氧化锆增韧氧化铝陶瓷粉体经热压烧结得到的陶瓷材料硬度高，导电性好。

本发明提供一种氮化钛补强氧化锆增韧氧化铝陶瓷粉体的制备方法，包括以下步骤：

1)将铝盐、锆盐、钇盐、钛盐与水混合，得到混合水溶液；所述铝盐、锆盐、钇盐和钛盐为水溶性无机盐；

2)将所述步骤1)得到的混合水溶液与碱性沉淀剂混合进行沉淀，得到氢氧化物沉淀粉体；

3)将所述步骤2)得到的氢氧化物沉淀粉体依次进行第一煅烧和第二煅烧，得到氧化物固溶体粉体；所述第一煅烧的温度为700～850℃，时间为6～12h；第二煅烧的温度为900～1000℃，时间为1～3h；

4)将所述步骤3)得到的氧化物固溶体粉体进行选择性氮化反应，得到氮化钛补强氧化锆增韧氧化铝陶瓷粉体。

优选地，所述步骤1)中铝盐包括氯化铝、硫酸铝或硝酸铝；锆盐包括氯氧化锆或柠檬酸锆；钇盐包括氯化钇、硝酸钇或硫酸钇；钛盐包括硫酸钛、氯化钛或硝酸钛。

优选地，所述步骤1)中铝盐中的铝、锆盐中的锆、钇盐中的钇和钛盐中的钛的摩尔比为(10～30)：(30～70)：(0.4～1)：(5～20)。

优选地，所述步骤2)中碱性沉淀剂为氨水或氯化铵。

优选地，所述步骤2)中沉淀后还包括对所得体系固液分离，对固液分离所得固体进行干燥，得到氢氧化物沉淀粉体。

优选地，所述干燥的温度为75～85℃。

优选地，所述步骤4)中选择性氮化反应的温度为800～1200℃。

本发明还提供了上述制备方法制备得到的氮化钛补强氧化锆增韧氧化铝陶瓷粉体。