[发明专利]一种电阻率、气孔率可调多孔氧化锆陶瓷的制备方法

说明书

本发明提供一种电阻率、气孔率可调多孔氧化锆陶瓷的制备方法，所述制备方法，包括混料；烘干、造粒，模压成型，干燥，烧结。本发明工艺简单、便于批量化生产；可使氧化锆陶瓷不仅导电，还拥有多孔的特性，具备结构与功能一体化优势，在电子烟雾化芯、催化剂载体、传感器方面具有非常大的实用前景。氧化锆陶瓷孔隙率具有可调性，通过控制成型压力和石蜡的配比，可以获得大范围的孔隙率5.0~70.0%。

技术领域

本发明属于导电陶瓷材料的技术领域，特别涉及一种电阻率、气孔率可调多孔氧化锆陶瓷的制备方法。

背景技术

氧化锆陶瓷具有强度高、硬度高、耐磨损、耐化学腐蚀、高导热等优良的特性，已被广泛应用在电子烟雾化芯、催化剂载体、传感器领域，展现出巨大的市场商机。在用作电子烟雾化芯时，通常情况下，氧化锆陶瓷是不导电的，其表面必须印刷导电线路，电路产生的热量传导给氧化锆陶瓷片后，再将烟油雾化，这种热量多次传递过程，热能的利用率较低，容易使电池发热；不仅有安全隐患，还降低了使用者的体验感。

CN106938930A公开了高致密高强度氧化锆导电陶瓷及其制备方法，氧化锆粉中加入碳化硼粉、粘结剂、分散剂、水进行球磨、造粒、静压处理、烧结处理等。

该专利存在以下不足或缺陷：

电阻率低，导电性能差。此专利是靠真空烧结或氩气保护的方式，使氧化锆晶体结构产生氧缺位，导电模式为空穴导电或离子导电，导电性能差。碳化硼本身不导电。

热压烧结工艺缺陷非常明显：耗能高、产量极低、产品形状尺寸受限，不适合规模化大批量工业生产。

热压烧结获得陶瓷致密度非常高，但是不能制备出多孔陶瓷，孔隙率不能在大范围调控，因此陶瓷无法发挥多孔的特性，如过滤、催化剂载体、吸附等功能，导致热压烧结获得陶瓷的应用领域非常狭窄。

CN104876611B公开了一种石墨烯增强陶瓷及其制备方法，氧化锆粉中加入导电材料石墨烯，制备导电氧化锆陶瓷。

该专利存在以下不足或缺陷：

（1）虽然有导电功能的介绍，但是实施例中未发现任何导电指标，如电阻率值或导电率值，其真实导电性能有待考证。

（2）即使此陶瓷能导电，但是导电性能并不稳定，陶瓷导电过程也是一个发热、温度升高的过程，众所周知，石墨烯本质是碳，结构并不稳定，温度过高易氧化，石墨烯氧化，必会降低陶瓷的导电性能，其它性能也会下降。

（3）陶瓷不具备多孔特性，孔隙率不能在大范围调控，因此陶瓷无法发挥多孔的特性，如过滤、催化剂载体、吸附等功能，导致应用领域不能拓宽。

（4）石墨烯成本高昂，且存在分散不均的难题，石墨烯的研究还处于实验室阶段，商业化道路任重道远，因此石墨烯增强陶瓷并不具备大规模批量化生产的条件。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提供一种电阻率、气孔率可调多孔氧化锆陶瓷的制备方法，实现以下发明目的：

（1）导电性能好；

（2）电阻率、孔隙率可以调控；

（3）提高氧化锆陶瓷的硬度和强度。

为解决上述技术问题，本发明取得以下技术方案：

本发明通过将原料与液体介质混成均一浆料，经与石蜡混合、造粒、模压成型，高温烧结获得具有卓越的导电性能且电阻率、气孔率可调、化学稳定性高、抗高温氧化、耐磨损、综合力学性能优异的氧化锆陶瓷。

一种电阻率、气孔率可调多孔氧化锆陶瓷的制备方法，包括混料；烘干、造粒，模压成型，干燥，烧结。

以下是对上述技术方案的进一步改进：