[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

说明书

本发明涉及氧化锆陶瓷领域，公开了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。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。提供的氧化锆陶瓷具有改进的抗冲击性，同时还具有高韧性。

技术领域

本发明涉及氧化锆陶瓷领域，具体涉及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。

背景技术

氧化锆陶瓷由于具有常规陶瓷耐腐蚀性好硬度高强度高的特点，因此有着广泛应用。其韧性(达到5-6MPa m^1/2)虽然比常规其他陶瓷要高一些，但在做成大面积外观件时，有着抗冲击性弱的缺点。另外，在制备成手机后盖产品时，其有着密度高带来的重量大的问题；高介电常数带来的信号传输问题。针对这些问题，有些厂家通过多加入氧化铝的方式来降低密度和介电常数，但氧化铝的高硬度高脆性会导致加工难度大幅上升，从而导致良品率低下，成本高，让生产变为不可能。因此，研发出一种兼具高抗冲击性和韧性的陶瓷，对陶瓷后盖在5G时代应用，变得非常重要。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有氧化锆陶瓷存在的不能兼具抗冲击性能和韧性的问题，提供了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。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供一种氧化锆陶瓷，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。

优选地，所述氧化铝和硅酸锆的质量比为1:1-1:5。

本发明第二方面提供一种制备本发明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％。

优选地，所述组合物中，氧化铝与硅酸锆的质量比为1：1-1：5。

本发明第三方面提供一种氧化锆陶瓷的制备方法，包括：

(1)将本发明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。

本发明第四方面提供一种本发明提供的氧化锆陶瓷在制备电子产品外壳或装饰品中的应用。

通过上述技术方案，本发明提供了可以实现改进氧化锆陶瓷的抗冲击性的多种氧化物组合，同时提供的氧化锆陶瓷还可以具有高韧性。

附图说明

图1为本发明实施例1制得的陶瓷的SEM图像，其中圆圈内为异相颗粒；

图2为本发明对比例2制得的陶瓷的SEM图像，其中无异相颗粒。

具体实施方式