[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

说明书

本发明公开了一种掺杂稀土/过渡金属氧化物的氧化锆陶瓷及其制备方法，包括以下步骤：水热合成制备氧化锆粉体，配料，称取各组分质量百分比如下：65‑90重量份氧化锆粉末，0.1‑1.5重量份氧化镍，0.3‑3.8重量份氧化镨，0.8‑1.2重量份聚乙烯粉，4.5‑6重量份单脂肪酸甘油酯，其余为粘结剂；球磨分散、干燥过筛；干压成型，将混合均匀的氧化锆陶瓷粉末放入模具后，采用粉末压片机压片成型得到素胚；将素胚在高压烧结炉中先排胶后烧结，得到初板样品；抛光打磨，将烧制成功的样品放上拖拽式精密碾磨抛光机进行抛光打磨，得到质感光滑、颜色光亮均匀的成品。本发明可制备颜色各异的各种2.5D、3D形状的简易样品，加工精度高，制作方法简易，避免产生传统加工方法的污染。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料领域，具体涉及一种掺杂稀土/过渡金属氧化物的氧化锆陶瓷及其制备方法，且特别涉及一种氧化镍，氧化镨掺杂钇部分稳定氧化锆陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

随着5G网络、超高速、大容量、低时延等时代的到来，智能手机对信号传输上要求越来越高，金属背板对信号屏蔽作用较大，成为制约其发展的关键因素，因此智能终端材质必将由金属背板转变为玻璃、陶瓷等非电磁屏蔽材质背板。5G通信采用3GHz以上无线频谱，非金属材质(陶瓷、玻璃)将成为未来高端产品的趋势。由于陶瓷背板的抗弯强度、硬度、耐磨性、散热性等性能优于金属，玻璃及塑料背板，而成为实现智能终端材质优质化的重要选择。

氧化锆陶瓷兼备了陶瓷材料所具有的优势而且还拥有突出的生物相容性，绝缘性，抗衰能力，自身附加的增韧效果，较为优越的强度，最为接近金属材料的热膨胀系数，最低的热导率，具有良好的高频电磁波透过性能，使其在市场具有广泛的应用前景。

掺杂过渡金属离子充当增色剂由于从粉体改变色彩的形成，具有很好的均匀着色效果，是制备多彩氧化锆陶瓷的一种常用方法。但是，现有技术中通过添加过渡金属离子及稀土氧化物的方法制得的多彩氧化锆陶瓷通常存在着色不均匀，增韧效果不明显，粒度分布不均匀等问题。有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的是为了解决背景技术中的问题，提供一种掺杂稀土/过渡金属氧化物的氧化锆陶瓷及其制备方法，通过添加过渡金属离子及稀土氧化物的方法制得改性致色的多彩氧化锆陶瓷，使得氧化锆陶瓷着色均匀持久、增韧效果明显，粒度分布均匀。

为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种掺杂稀土/过渡金属氧化物的氧化锆陶瓷的制备方法，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；