[发明专利]氧化铝原位复合氧化锆陶瓷粉体、陶瓷制备方法及应用

说明书

本发明提供一种氧化铝原位复合氧化锆陶瓷粉体、陶瓷制备方法及应用，该粉体包括氧化锆和铝硅合金组合物，其中氧化锆的质量百分比为79％氧化锆100％，铝硅合金组合物的质量百分比为0％铝硅合金组合物21％。该陶瓷利用铝硅合金组合物低熔点特性，在较低的烧结温度下实现了液相烧结，通过限制铝硅合金组合物中金属硅质量百分比为10％～13％，防止了合金粉体在烧结前氧化，降低烧结活性。通过金属铝和硅在富氧空气气氛烧结过程中，原位生成小粒径的氧化铝和氧化硅，填补晶界，阻止氧化锆裂纹扩展，增强增韧氧化锆，特别是生成的相对低熔点氧化硅通过在烧结过程中液相传质流动填充晶界处孔洞等缺陷，提升陶瓷的致密度，综合提升氧化锆陶瓷性能。

技术领域

本发明涉及先进结构陶瓷技术领域，具体涉及一种氧化铝原位复合氧化锆陶瓷粉体、陶瓷制备方法及应用。

背景技术

氧化锆陶瓷又称二氧化锆陶瓷，由于具有高的强韧性、良好的硬度、高抗磨性，被广泛的应用于结构陶瓷和功能陶瓷领域，有报道部分稳定氧化锆(TZP)可以通过粉末冶金方法制备耐腐的手表表壳、表件和其它仪器零件。因此近年来，将其应用于手机、手表等外壳也越来越多的被研究者所尝试，但商用仍然存在问题，氧化锆陶瓷与金属和塑料比，断裂韧性仍然不佳，抗跌落性能差，这必然限制其应用。

申请号为201510309285.1的专利中采用了氧化锆主相中添加氧化铝、氧化钛等添加剂提升陶瓷性能，但氧化铝的烧结温度与氧化锆相当，直接添加氧化铝本身不具备低温助力烧结作用，且直接添加的氧化铝若存在制备工艺不当，容易在晶界处聚集异常长大导致陶瓷性能变差。

发明内容

有鉴于此，本发明针对现有技术存在之缺失，目的之一是提供一种氧化铝原位复合氧化锆陶瓷粉体，包括氧化锆和铝硅合金组合物，其中氧化锆的质量百分比为79％氧化锆100％，铝硅合金组合物的质量百分比为0％铝硅合金组合物21％。

优选的，氧化锆的质量百分比为92％氧化锆98％，铝硅合金组合物的质量百分比为2％铝硅合金组合物8％。

优选的，铝硅合金组合物的金属硅质量百分比为10％～13％。

优选的，氧化锆为部分稳定氧化锆。

优选的，氧化锆的D50为0.1μm～1.0μm，铝硅合金组合物的D50为0.5μm～5μm。

目的之二是提供一种氧化铝原位复合氧化锆陶瓷，该原位生成氧化铝复合氧化锆陶瓷由上述的氧化铝原位复合氧化锆陶瓷粉体制备得到。

目的之三是提供该氧化铝原位复合氧化锆陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

a)将质量百分比为79％氧化锆100％的氧化锆粉体，质量百分比为0％铝硅合金组合物21％的铝硅合金组合物粉体均匀混合；

b)将步骤a)混合粉体成型得到毛坯；

c)将步骤b)得到的毛坯在含氧气氛下烧结。

优选的，步骤c)中含氧气氛为富氧空气气氛，烧结温度为1220℃～1380℃，保温时间1h～4h。

优选的，铝硅合金组合物的金属硅质量百分比为10％～13％，氧化锆为部分稳定氧化锆。

目的之四是提供一种氧化锆陶瓷外观结构件、氧化锆陶瓷结构件，该氧化锆陶瓷外观结构件、氧化锆陶瓷结构件由上述的原位生成氧化铝复合氧化锆陶瓷粉体制备得到。

本发明的有益效果：提供一种氧化铝原位复合氧化锆陶瓷粉体、陶瓷制备方法及应用，其中该粉体包括氧化锆和铝硅合金组合物，其中氧化锆的质量百分比为79％氧化锆100％，铝硅合金组合物的质量百分比为0％铝硅合金组合物21％。

1)、采用铝硅合金组合物作为烧结助剂，利用了铝硅合金组合物低熔点特性，在较低的烧结温度下实现了液相烧结。