[发明专利]一种黑色陶瓷色料、黑色氧化锆陶瓷粉体、黑色氧化锆陶瓷及其制备方法

说明书

本申请涉及陶瓷领域，具体公开了一种黑色陶瓷色料、黑色氧化锆陶瓷粉体、黑色氧化锆陶瓷及其制备方法。黑色陶瓷色料包含复合掺杂型材料Ti_1‑x‑y（A_xB_y）O_z，A选自Mg、Ca、Sr、Zn、La、Sm、Bi、In中至少一种，B选自Ta、Sn、Nb、Fe中至少一种，0.001＜x＜0.15，0.001＜y＜0.2。黑色陶瓷色料还可包含发色剂，发色剂选自含铬氧化物、氧化钨、氧化钼中至少一种金属氧化物，Ti与发色剂中金属元素的摩尔比为（20~99）:1。黑色氧化锆陶瓷粉体包括钇稳定氧化锆75~97份、黑色陶瓷色料3~25份。本申请能得到颜色纯正、颜色均匀、颜色可控性佳的黑色氧化锆陶瓷。

技术领域

本申请涉及陶瓷领域，更具体地说，它涉及一种黑色陶瓷色料、黑色氧化锆陶瓷粉体、黑色氧化锆陶瓷及其制备方法。

背景技术

氧化锆陶瓷具有低导热系数、低热膨胀系数、高化学稳定性、机械性能优异等特点，在食器、装饰件、研磨体、牙科材料、耐火材料、氧传感器等行业具有广泛应用。

彩色氧化锆陶瓷是由氧化锆陶瓷和陶瓷色料共同制备而成，陶瓷色料对氧化锆陶瓷起到着色效果，其中，黑色陶瓷色料由于能够赋予陶瓷产品端庄、典雅、高贵的装饰形态而深受人们的喜爱，在陶瓷表壳组件、各种陶瓷饰品、手机结构件中应用广泛。

然而，黑色氧化锆陶瓷是彩色陶瓷中的热点和难点，普遍具有颜色淡不纯正、颜色不均匀、颜色可控性差的缺陷。例如，公开号为CN109181368A的专利申请公开了一种陶瓷色料及其制备方法，将环保红加入到含铬粗化液废料中制备黑色陶瓷色料。该制备方法中，使用含有铬的废料做为制备黑色陶瓷料的原料，这本身就存在黑色陶瓷色料的颜色不可控的缺陷，从而难于制备出高品质黑色陶瓷。

发明内容

为了获得一种颜色纯正、颜色均匀、颜色可控性佳的黑色氧化锆陶瓷，本申请提供一种黑色陶瓷色料、黑色氧化锆陶瓷粉体、黑色氧化锆陶瓷及其制备方法。

第一方面，本申请提供一种黑色陶瓷色料，采用如下的技术方案：

一种黑色陶瓷色料，包含复合掺杂型材料，复合掺杂型材料的化学通式为Ti_1-x-y(A_xB_y)O_z，其中，A选自Mg、Ca、Sr、Zn、La、Sm、Bi、In中的至少一种；B选自Ta、Sn、Nb、Fe中的至少一种；0.001＜x＜0.15，0.001＜y＜0.2。

可选的，x的取值范围可以为：0.001＜x＜0.05，0.05＜x＜0.1，0.1＜x＜0.15；x的取值范围可以为：0.001＜y＜0.05，0.05＜y＜0.1，0.1＜y＜0.15，0.15＜y＜0.2等。

通过采用上述技术方案，本申请采用复合掺杂的形式获得黑色的复合掺杂型材料，用于黑色陶瓷的制备。复合掺杂型材料Ti_1-x-y(A_xB_y)O_z的主体成分为氧化钛(TiO₂)，A、B为掺杂元素。

上述复合掺杂型材料涉及元素的离子半径数据汇总于表1。

表1复合掺杂型材料涉及元素的离子半径

由表1可以看出，A的离子半径均大于钛的离子半径，B的离子半径均接近钛的离子半径。具有较大离子半径的A能够进入氧化钛晶格，取代氧化钛中的Ti⁴⁺离子，产生晶格缺陷，配合调整掺杂量，使得复合掺杂型材料显示出黑色，将含有该种黑色复合掺杂型材料的黑色陶瓷色料添加至白色的氧化锆粉体中，经过烧结，在发色剂的作用下，能够使得黑色在氧化锆陶瓷中得到很好的展现，获得颜色纯正、颜色均匀、颜色可控性佳的黑色氧化锆陶瓷。