[发明专利]一种锆铝基多相复合陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种锆铝基多相复合陶瓷的制备方法，其特征在于包含以下步骤：

1）获得溶胶：取ZrOCl₂·8H₂O、YCl₃·6H₂O、FeCl₃·6H₂O、CrCl₃·6H₂O和CoCl₂·6H₂O，加水配制成混合溶液，控制Zr、Y、Fe、Cr、Co元素的摩尔比例为：(96-100):(3-6):(0.1-0.5):(0.1-0.5):(0.1-0.5)；搅拌、滴加氨水调节混合溶液的pH生成沉淀，经水洗、离心分离得到复合溶胶A；

2）混料：取Al₂O₃、CaO、SiO₂、水，加入步骤1）得到的复合溶胶A中混合均匀，控制Al₂O₃、CaO、SiO₂、水、步骤1）得到的复合溶胶A的质量比为(2-6):(1-2):(1-2):(60-70):(120-130)；球磨，得到均匀的浆料；

3）干燥：将步骤2)中得到的浆料干燥后得到粉料；

4）煅烧：将步骤3)中得到的粉料在窑炉中700-800℃煅烧1-2h；

5）过筛：将步骤4)中得到的粉料碾碎，得到细粉料；

6）造粒：配置PVA溶液，在步骤5)中得到的细粉料中加入配置的PVA溶液，并搅拌均匀，得到造粒的粉料；

7）压片：将步骤6)中造粒的粉料压制成型，再将压好的片塑封后，再成型；

8）预烧：将步骤7)中得到的素坯在窑炉中升到700-800℃，保温1-2h，得到预烧样品；

9）烧结：将步骤8)中得到的预烧样品在窑炉中升到1250-1450℃，保温1-2h，得到锆铝基多相复合陶瓷产品。

2.根据权利要求1所述的锆铝基多相复合陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤1）中所述氨水的浓度为0.1-0.2ml/L，混合溶液的pH值为8.7-10；步骤1）中所述的球磨是在行星球磨机上球磨3-4h。

3.根据权利要求1所述的锆铝基多相复合陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤3）中所述浆料干燥是放置在干燥箱中进行，干燥的时间为3-4h；干燥的温度是100-150℃。

4.根据权利要求1所述的锆铝基多相复合陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤5)中所述粉料碾碎过200目的筛网得到细粉料。

5.根据权利要求1所述的锆铝基多相复合陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤6)中所述造粒的PVA溶液的浓度为6-8wt.%，PVA溶液的加入量与粉料的质量比为8-10 wt.%；步骤6)中搅拌均匀过60目的筛网，得到造粒的粉料。

6.根据权利要求1所述的锆铝基多相复合陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤8）和步骤9）中所述的窑炉是生产用推板窑或实验室用马弗炉；步骤8）中的升温速度为2-5℃/min；步骤9）中的升温速度为5-10℃/min。

7.根据权利要求1所述的锆铝基多相复合陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤7)中所述造粒的粉料压制成型是用电动压机以8-10MPa的压力压制成型，保压时间为5-8s；所述再成型是用冷等静压机成型，冷等静压机成型的压力为200-250MPa，保压时间为1-2min。

8.一种锆铝基多相复合陶瓷，其特征在于，其由权利要求1-7任一项所述制备方法制得；所述锆铝基多相复合陶瓷显微结构里有四种晶相：0.2-0.7μm范围内的t-ZrO₂晶粒，0.7-3μm范围内的c-ZrO₂晶粒，黑色板片状的CaO·5Al₂O₃晶粒，及CaO·5Al₂O₃晶粒内部的t-ZrO₂晶粒。

9.根据权利要求8所述的锆铝基多相复合陶瓷，其特征在于：用飞秒激光改良的SEVNB方法所测得的断裂韧性为7.1-8.3 MPa·m^1/2，用三点抗弯强度法所测得的抗弯强度为1023-1141 MPa。