[发明专利]制备氧化锆陶瓷的组合物、氧化锆陶瓷及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种氧化锆陶瓷，所述氧化锆陶瓷以元素计包含：60.5-70.5wt％的Zr、2.5-5.45wt％的Y、0.05-2.65wt％的Al、0.015-1.07wt％的Si，以及0.34-2.8wt％的Nb和/或Ta；且所述氧化锆陶瓷的物相组成包含：84-99.3wt％的四方相氧化锆、0.2-12wt％的氧化铝和硅酸锆；所述四方相氧化锆为氧化钇、氧化铌和/或氧化钽与氧化锆形成的固溶体；

其中，所述氧化铝和硅酸锆的质量比为1:(1-5)。

2.根据权利要求1所述的氧化锆陶瓷，其中，所述氧化锆陶瓷包含：63-68.75wt％的Zr、3.35-4.7wt％的Y、0.53-1.58wt％的Al、0.15-0.92wt％的Si，以及0.68-2.1wt％的Nb和/或Ta。

3.根据权利要求1所述的氧化锆陶瓷，其中，所述氧化锆陶瓷的物相组成包含：88-97wt％的四方相氧化锆、2-9wt％的氧化铝和硅酸锆。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的氧化锆陶瓷，其中，所述氧化铝和硅酸锆的质量比为1:(1-2.25)。

5.一种制备权利要求1-4中任意一项所述的氧化锆陶瓷的组合物，该组合物包含：氧化锆粉体、氧化铝粉体、硅酸锆粉体，以及氧化铌和/或氧化钽粉体；其中，以所述氧化锆粉体的总量为基准，所述氧化锆粉体中含有2-4mol％的氧化钇；

以所述组合物的总量为基准，氧化锆粉体的含量为84-99.3wt％，氧化铝粉体和硅酸锆粉体的总含量为0.2-12wt％，氧化铌和/或氧化钽的含量为0.5-4wt％。

6.根据权利要求5所述的组合物，其中，以所述组合物的总量为基准，氧化锆粉体的含量为88-97wt％，氧化铝粉体和硅酸锆粉体的总含量为2-9wt％，氧化铌和/或氧化钽的含量为1-3wt％。

7.根据权利要求5或6所述的组合物，其中，所述组合物中，氧化铝与硅酸锆的质量比为1：1-1：5。

8.一种氧化锆陶瓷的制备方法，包括：

(1)将权利要求5-7中任意一项所述的组合物中的各粉体加水、分散剂和粘结剂进行湿磨，得到浆料；

(2)将所述浆料进行干燥，得到复合氧化锆粉体；

(3)将所述复合氧化锆粉体进行成型，然后在空气中进行烧结，得到陶瓷。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其中，步骤(1)中，所述分散剂选自羟丙甲纤维素、羧甲基纤维素钠和三乙醇胺中的至少一种；所述粘结剂选自聚乙烯醇和/或聚乙二醇4000。

10.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述分散剂的加入量为所述组合物中的各粉体总量的0.005-0.5wt％。

11.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述分散剂的加入量为所述组合物中的各粉体总量的0.01-0.1wt％。

12.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述粘结剂的加入量为所述组合物中的各粉体总量的0.5-5wt％。

13.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述粘结剂的加入量为所述组合物中的各粉体总量的2-5wt％。

14.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述浆料的固含量为20-60wt％。

15.根据权利要求9所述的制备方法，其中，所述浆料的固含量为25-55wt％。