[发明专利]掺杂稀土/过渡金属氧化物的氧化锆陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种掺杂稀土/过渡金属氧化物的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1.将ZrOCl₂·8H₂O(含30％-40％(质量分数)ZrO₂)和Y(NO₃)₃·6H₂O(含60％-70％(质量分数)Y(NO₃)₃)，按化学计量比Zr_1-xY_xO_2-0.5x(x＝0-1)分别取Zr和Y的盐溶液；

步骤2.将步骤1中所得盐溶液用恒温磁力搅拌器搅拌混合均匀，待均匀后，边搅拌边缓慢滴加氨水反应生成白色凝胶；

步骤3.将步骤2中所得凝胶真空抽滤和去离子水反复洗涤氧化锆凝胶至滤液中没有Cl^－，再用无水乙醇洗3次；

步骤4.将洗涤过的钇掺杂氧化锆凝胶用去离子水溶解，继续搅拌，滴加硝酸和氨水调节水热反应前驱液的pH值，并继续搅拌30min，得到化学组分均匀的前驱液；

步骤5.将步骤4中所得前驱液倒入高压釜中，在鼓风干燥箱里进行水热反应，过滤反应所得产物，用去离子水反复洗涤至无Cl^－，再用无水乙醇洗3次，然后在50-80℃烘干得到纳米级氧化锆粉体；

步骤6.将65-90重量份水热合成的氧化钇稳定的氧化锆粉末，0.1-1.5重量份的氧化镍，0.3-3.8重量份的氧化镨，0.8-1.2重量份的聚乙烯粉，4.5-6重量份的单脂肪酸甘油酯，其余为粘结剂均匀混合得到混料；

步骤7.将步骤6中所得混料球磨得到第一浆料；

步骤8.将步骤7中所得第一浆料烘干研磨，过筛得到陶瓷粉体；

步骤9.将步骤8中所得陶瓷粉体干压制成素胚；

步骤10.将步骤9中所得素胚烧结得到初版样品；

步骤11.将步骤10中所得初版样品抛光打磨处理得到成品。

2.根据权利要求1所述的掺杂稀土/过渡金属氧化物的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于：在步骤7中，具体包括以下操作：将所述氧化锆、所述聚乙烯粉、所述单脂肪酸甘油酯、所述粘结剂、所述过渡金属氧化物及所述稀土氧化物分散于去离子水中，用去离子水溶解，控制球磨罐中大小球的比例为1:0.8-1.3，以150r/min的转速进行11-14小时球磨，得到第一浆液。

3.根据权利要求1所述的掺杂稀土/过渡金属氧化物的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于：在步骤8中，具体包括以下操作：取出球磨均匀的第一浆料，预备药勺、牙刷、漏勺、实验盘待用，对应标号用漏勺漏出原料，剩余料放入第二组盘备用，料用勺摊开，一起送入烘箱，余料边冲水边刷净，尽量少加水，刷罐口、罐内壁、盖子，冲漏勺，重复操作以上步骤2～3次，放入真空干燥箱于60-100℃烘干至龟裂状，研磨过100目筛。

4.根据权利要求1所述的掺杂稀土/过渡金属氧化物的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于：在步骤9中，所述陶瓷粉体的压制操作采用干法压制方法，具体包括以下操作：将所需药品称重后，喂料入模具，轻震至平整，加压成型后进行脱模，出坯，并且清理模具。

5.根据权利要求4所述的掺杂稀土/过渡金属氧化物的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于：所述模压成型的加压压力为3-7MPa，保压时间为15-40s。

6.根据权利要求1所述的掺杂稀土/过渡金属氧化物的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于：在步骤10中，所述素胚烧结得到初版样品，具体包括以下操作：将压制成型后的素坯在温度为550-700℃的条件下进行排胶，持续4-7h；接着在温度为1200-1700℃的条件下进行烧结，保温约1-5h，烧结后得到高韧性氧化锆陶瓷材料。

7.根据权利要求2所述的掺杂稀土/过渡金属氧化物的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于：所述氧化锆粉末、氧化镍、氧化钇、氧化镨、聚乙烯粉、单脂肪酸甘油酯的总质量与所述去离子水的质量的比例为1:0.75～1.5。

8.一种掺杂稀土/过渡金属氧化物的氧化锆陶瓷，其特征在于：采用权利要求1-7任一项所述的制备方法制备而成。