含硅氧化锆烧结体的制法制造技术

一种含硅氧化锆烧结体的制法，用以改善目前氧化锆生胚需高温煅烧以致耗能的问题。本发明专利技术含硅氧化锆烧结体的制法包含下列步骤：湿式混合一混合物，以得一混合浆料，该混合物含有一含硅氧化锆粉体、一碳酸钠粉体、一四乙氧基硅烷及一粘着剂；干燥该混合浆料，以得一结块体；研磨该结块体并予以过筛，以得一混合粉体；加压成型该混合粉体，以得一生坯块；于900至1200℃的环境中煅烧该生坯块，以得一含硅氧化锆煅烧体。且该含硅氧化锆煅烧体可再烧结成收缩率更佳的一含硅氧化锆烧结体。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术关于一种含硅氧化锆的热处理方法，尤其是一种含硅氧化锆煅烧体及烧结体的制法。
技术介绍
氧化锆（化学式为ZrO2，又称“二氧化锆”或“锆酸酐”）为一种陶瓷材料，具有高熔点、高沸点、高生物相容性、高化学稳定性、高强度、高硬度、高韧性等材料性质，因而已广泛地应用于机械、电子、电机、建筑、航太或生物医学等不同产业中。其中，氧化锆于生物医学产业中最普遍的应用例子，是以氧化锆烧结体作为赝复牙科材料。依目前的工业技艺，其是以1300℃~1450℃的高温煅烧一氧化锆生坯数小时，并经冷却后得一氧化锆煅烧体；续将该氧化锆煅烧体切削成所需外型，再以1300℃~1450℃的高温加热该氧化锆煅烧体，方可得到一氧化锆烧结体，以作为假牙、牙冠等赝复牙科材料。然而，高温煅烧及烧结的制程都需耗费相当大的能源，致制造成本高；如能降低其中一者的制程温度，可有助降低制造成本。再且，为能适应高温制程，用以热处理氧化锆的制程设备须符合特定的安全规范，故设备成本昂贵，对相关产业的发展形成限制。另一方面，氧化锆在烧结后的收缩率不佳，致烧结后的氧化锆烧结体的致密度无法更进一步地提升，故用作赝复牙科材料时，氧化锆烧结体仍会有因结构强度不足而发生裂损的情况。
技术实现思路
本专利技术提供一种含硅氧化锆煅烧体的制法，可降低所需的煅烧温度，以达到节能的效果。本专利技术提供一种含硅氧化锆烧结体的制法，可提升烧结收缩率，以提升烧结后的致密度。本专利技术的含硅氧化锆煅烧体的制法，包含下列步骤：湿式混合一混合物，以得一混合浆料，该混合物含有一含硅氧化锆粉体、一碳酸钠粉体、一四乙氧基硅烷及一粘着剂；干燥该混合浆料，以得一结块体；研磨该结块体并予以过筛，以得一混合粉体；加压成型该混合粉体，以得一生坯块；于900至1200℃的环境中煅烧该生坯块，以得一含硅氧化锆煅烧体。其中，以该混合物的总重量为基准，该含硅氧化锆粉体的重量百分比约为80~92％，该碳酸钠粉体的重量百分比约为5~14％，该四乙氧基硅烷的重量百分比约为2~5％，该粘着剂的重量百分比约为0.1~1％。其中，该混合浆料是将该混合物与一液体利用湿式球磨法均匀混合而得。其中，该湿式混合步骤是，可将15.00克的含硅3mol%的氧化锆粉体、0.79克的碳酸钠粉体、0.28克四乙氧基硅烷及0.15克的聚乙烯醇添加至100毫升的去离子水中，并均匀混合成该混合物；续将该混合物放入一球磨罐，另加入磨球及乙醇，以球磨混合而制得该混合浆料。或者，可将15.00克的含硅5mol%的氧化锆粉体、1.32克的碳酸钠粉体、0.48克四乙氧基硅烷及0.15克的聚乙烯醇添加至100毫升的去离子水中，并均匀混合成该混合物；续将该混合物放入一球磨罐，另加入磨球及乙醇，以球磨混合而制得该混合浆料。或者，可将15.00克的含硅7mol%的氧化锆粉体、1.85克的碳酸钠粉体、0.69克四乙氧基硅烷及0.15克的聚乙烯醇添加至100毫升的去离子水中，并均匀混合成该混合物；续将该混合物放入一球磨罐，另加入磨球及乙醇，以球磨混合而制得该混合浆料。或者，可将15.00克的含硅10mol%的氧化锆粉体、2.65克的碳酸钠粉体、1.02克四乙氧基硅烷及0.15克的聚乙烯醇添加至100毫升的去离子水中，并均匀混合成该混合物；续将该混合物放入一球磨罐，另加入磨球及乙醇，以球磨混合而制得该混合浆料。其中，该研磨结块体的步骤中，该磨球的总重量和该混合物的重量比例为4：13。其中，该加压成型步骤中，该生坯块是将该混合粉体置于一模具内，并对该混合粉体施予75至130MPa的压力而得。其中，煅烧时，以10℃/min的升温速度加热该生坯块至900至1200℃，并持温1至4小时再予以冷却，以制得该含硅氧化锆煅烧体。本专利技术的含硅氧化锆烧结体的制法，包含上述含硅氧化锆煅烧体的制法，并另以1415~1450℃的烧结温度将该含硅氧化锆煅烧体烧结成一含硅氧化锆烧结体，且该含硅氧化锆煅烧体烧结成该含硅氧化锆烧结体的收缩率为22~31％。其中，烧结时，以10℃/min的升温速度加热该含硅氧化锆煅烧体至900℃，再以5℃/min的升温速度加热该含硅氧化锆煅烧体至1415~1450℃，并持温0.5至1小时，以得该含硅氧化锆烧结体。据此，本专利技术含硅氧化锆煅烧体的制法，可有效降低所需的煅烧温度，达到降低制造成本及降低制程设备成本的功效。又，本专利技术含硅氧化锆烧结体的制法，可有效提升含硅氧化锆烧结体的收缩率，使烧结体的致密度提升，以有效避免发生裂损的情况。附图说明图1a：第1~4组具体例所得的含硅氧化锆在1380℃的烧结体的X光绕射分析结果图。图1b：第1~4组具体例所得的含硅氧化锆在1440℃的烧结体的X光绕射分析结果图。图2：市售TZ-3Y品与第1~4组具体例所得的含硅氧化锆烧结体的收缩率结果图。具体实施方式为让本专利技术的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特举本专利技术的较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下：于本专利技术的一实施例中，揭示一种含硅氧化锆煅烧体的制法，包含如下步骤：首先，湿式混合一混合物，以得一混合浆料；其中，该混合物包含一含硅氧化锆粉体、一碳酸钠粉体、一四乙氧基硅烷及一粘着剂。详言之，前述的湿式混合，是将该混合物与一液体利用湿式球磨法均匀混合，以制得该混合浆料。此外，以该混合物的总重量为基准，该含硅氧化锆粉体的重量百分比约为80~92％，该碳酸钠粉体的重量百分比约为5~14％，该四乙氧基硅烷的重量百分比约为2~5％，该粘着剂的重量百分比约为1％；各成分的比例可依据所需配比调配，为本领域中具有通常知识者可以理解。又，例如但不限制地，该粘着剂可选择为聚乙烯醇（polyvinylalcohol）。续，干燥该混合浆料，以得一结块体，且该结块体是由该含硅氧化锆粉体及该碳酸钠粉体通过该粘着剂相互粘合而形成。详言之，干燥时，是将该混合浆料置于高温下，使该混合浆料中的液体完全蒸发，以得该结块体。该混合浆料中的粘着剂可于该混合浆料干燥后，粘着该含硅氧化锆粉体及该碳酸钠粉体，以共同组成该结块体。续，研磨该结块体并予以过筛，以得一混合粉体；该研磨及过筛为本专利技术所属
中的通常知识，于此不再赘述。续，加压成型该混合粉体，以得一生坯块。举例而言，可将该混合粉体置于一模具内，并对该混合粉体施予75至130MPa的压力，以将该混合粉体压制形成该生坯块。续，于900至1200℃的环境中煅烧该生坯块，以得一含硅氧化锆煅烧体。详言之，煅烧时，可选择以10℃/min的升温速度加热该生坯块至900至1200℃，并持温约1至4小时再予以冷却，以制得该含硅氧化锆煅烧体。其中，碳酸钠在高温时分解形成二氧化碳及氧化钠（Na2O），氧化钠续与含硅氧化锆发生化学反应，形成存在于该含硅氧化锆煅烧体中的Na2ZrSiO5结晶相，借助Na2ZrSiO5异相结晶的存在，使煅烧温度只需要900至1200℃，即可制得该含硅氧化锆煅烧体。于本专利技术的另一实施例中，揭示本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含硅氧化锆煅烧体的制法，其特征在于，其包含下列步骤：步骤1:湿式混合一混合物，以得一混合浆料，该混合物含有一含硅氧化锆粉体、一碳酸钠粉体、一四乙氧基硅烷及一粘着剂；步骤2:干燥该混合浆料，以得一结块体；步骤3:研磨该结块体并予以过筛，以得一混合粉体；步骤4:加压成型该混合粉体，以得一生坯块；步骤5:于900至1200℃的环境中煅烧该生坯块，以得一含硅氧化锆煅烧体。

【技术特征摘要】
1.一种含硅氧化锆煅烧体的制法，其特征在于，其包含下列步骤：
步骤1:湿式混合一混合物，以得一混合浆料，该混合物含有一含硅氧化锆粉体、一碳酸钠粉体、一四乙氧基硅烷及一粘着剂；
步骤2:干燥该混合浆料，以得一结块体；
步骤3:研磨该结块体并予以过筛，以得一混合粉体；
步骤4:加压成型该混合粉体，以得一生坯块；
步骤5:于900至1200℃的环境中煅烧该生坯块，以得一含硅氧化锆煅烧体。
2.根据权利要求1所述的含硅氧化锆煅烧体的制法，其特征在于，步骤1中，以该混合物的总重量为基准，该含硅氧化锆粉体的重量百分比为80~92％，该碳酸钠粉体的重量百分比为5~14％，该四乙氧基硅烷的重量百分比为2~5％，该粘着剂的重量百分比为0.1~1％。
3.根据权利要求2所述的含硅氧化锆煅烧体的制法，其特征在于，步骤1中，该混合浆料是将该混合物与一液体利用湿式球磨法均匀混合而得。
4.根据权利要求3所述的含硅氧化锆煅烧体的制法，其特征在于，步骤1中，将15.00克的含硅3mol%的氧化锆粉体、0.79克的碳酸钠粉体、0.28克四乙氧基硅烷及0.15克的聚乙烯醇添加至100毫升的去离子水中，并均匀混合成该混合物；续将该混合物放入一球磨罐，另加入磨球及乙醇，以球磨混合而制得该混合浆料。
5.根据权利要求3所述的含硅氧化锆煅烧体的制法，其特征在于，步骤1中，将15.00克的含硅5mol%的氧化锆粉体、1.32克的碳酸钠粉体、0.48克四乙氧基硅烷及0.15克的聚乙烯醇添加至100毫升的去离子水中，并均匀混合成该混合物；续将该混合物放入一球磨罐，另加入磨球及乙醇，以球磨混合而制得该混合浆料。
6.根据权利要求3所述的含硅氧化锆煅烧体的制法，其特征在于，步骤1中，将15.00克的含硅7mol%的氧化锆粉体、...

【专利技术属性】
技术研发人员：王木琴，朱学良，王程励，柯宏慧，
申请(专利权)人：高雄医学大学，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71