一种陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种陶瓷，该陶瓷含有氧化锆基体和分散在氧化锆基体内部和外表面的黑色微粒，所述黑色微粒为含有A和B元素的氧化物，其中，A选自Ca、Sr、Ba、Y和La中的至少一种，B选自Cr、Mn、Fe、Co和Ni中的至少一种；本发明专利技术还涉及一种陶瓷的制备方法，本发明专利技术还涉及该方法制备的陶瓷。本发明专利技术的陶瓷同时具有韧性强、耐摔性好和黑度大的优异性能。

【技术实现步骤摘要】
一种陶瓷及其制备方法
本专利技术涉及一种陶瓷，一种陶瓷的制备方法，以及该方法制备的陶瓷。
技术介绍
氧化锆陶瓷由于具有比常规陶瓷耐腐蚀性好、硬度高、强度高的特点，因此有着广泛的应用，其韧性可达5-6MPam1/2。虽然其韧性较其他常规陶瓷要高，但在做成大面积外观件时，有着不耐摔，颜色本身为白色，太过单一等缺点，然而，由于用作外观件的陶瓷必须同时满足韧性强、耐摔以及色度要黑的条件，因此，目前的氧化锆陶瓷产品均不能够满足外观件上所需陶瓷的要求，严重影响了氧化锆陶瓷在外观件上的应用。由于市面上钇稳定的氧化锆粉体已经很成熟，所以现有增韧的技术方案都是建立在钇稳定的基础上。现有增韧技术里，最常用的就是相变以及第二相增韧等方案，但这些方案要么只针对白色陶瓷，要么在染黑的同时无法达到增韧抗摔的效果。例如专利申请CN1170787C所提及的Mg稳定TZP陶瓷，虽然具有一定的增韧效果，但不明显，而且制备出的样品强度偏低只有590MPa左右，采用该强度的陶瓷制备出大面积的外观件薄片，易发生断裂，无法制备出大面积的薄片，并且，该陶瓷为白色，可应用范围也较低。因此，目前急需一种兼具韧性强、耐摔和黑度大优异性能的氧化锆陶瓷及其制备方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术中氧化锆陶瓷韧性低、不耐摔和黑度低缺陷，提供一种陶瓷，一种陶瓷的制备方法，以及该方法制备的陶瓷。本专利技术的专利技术人在研究中发现，陶瓷含有氧化锆基体和分散在氧化锆基体内部和外表面的黑色微粒，所述黑色微粒为含有A和B元素的氧化物，其中，A选自Ca、Sr、Ba、Y和La中的至少一种，B选自Cr、Mn、Fe、Co和Ni中的至少一种时，该陶瓷能够同时具有韧性强、耐摔和黑度大的优异性能。因此，为了实现上述目的，一方面，本专利技术提供了一种陶瓷，该陶瓷含有氧化锆基体和分散在氧化锆基体内部和外表面的黑色微粒，所述黑色微粒为含有A和B元素的氧化物，其中，A选自Ca、Sr、Ba、Y和La中的至少一种，B选自Cr、Mn、Fe、Co和Ni中的至少一种。另一方面，本专利技术还提供了一种陶瓷的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将含有氧化锆和添加剂的陶瓷原料与烧结助剂在有机溶剂中混合均匀，然后加入粘结剂混合均匀，得到混合浆料；(2)将步骤(1)得到的混合浆料干燥除去有机溶剂，得到球形粉体；(3)将步骤(2)得到的球形粉体成型，然后烧结，得到陶瓷；所述添加剂为含有A和B元素的氧化物，其中，A选自Ca、Sr、Ba、Y和La中的至少一种，B选自Cr、Mn、Fe、Co和Ni中的至少一种。第三方面，本专利技术还提供了上述方法制备的陶瓷。本专利技术陶瓷的制备方法中，由于向氧化锆基体中添加了含有A和B元素的氧化物的上述的添加剂，其中，A选自Ca、Sr、Ba、Y和La中的至少一种，B选自Cr、Mn、Fe、Co和Ni中的至少一种，在烧结时能在陶瓷中形成一种黑色的微粒物质，这种黑色微粒均匀分散在陶瓷内部及外表面，能够增大陶瓷的黑度，并且其还能够阻止裂纹的扩展，使得陶瓷的耐摔性增强。因此，本专利技术的陶瓷同时具有韧性强、耐摔和黑度大的优异性能。本专利技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。附图说明图1是实施例1制得的陶瓷表面的电镜图；图2是实施例1制得的陶瓷中黑色微粒的X射线能谱仪测定图；图3是对比例1制得的陶瓷表面的电镜图；图4为样品板A1连续与地面接触3次后的陶瓷表面的电镜图。具体实施方式以下对本专利技术的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限制本专利技术。本专利技术提供了一种陶瓷，该陶瓷含有氧化锆基体和分散在氧化锆基体内部和外表面的黑色微粒，所述黑色微粒为含有A和B元素的氧化物，其中，A选自Ca、Sr、Ba、Y和La中的至少一种，B选自Cr、Mn、Fe、Co和Ni中的至少一种。根据本专利技术所述的陶瓷，其中，只要陶瓷含有氧化锆基体和上述黑色微粒，即可同时提高陶瓷的韧性，耐摔性和黑度。但是，为了进一步提高陶瓷的韧性，耐摔性和黑度，优选地，所述氧化物为AxByOz，其中，x为0.5～2，y为0.5～2，z为3～5。根据本专利技术所述的陶瓷，其中，黑色微粒的大小只要不影响陶瓷的外观即可，为了进一步提高陶瓷的韧性，耐摔性和黑度，优选地，黑色微粒的平均粒径为0.5～10微米，更优选为1～7微米。本领域技术人员应该理解的是，其中，陶瓷含有烧结助剂，烧结助剂的种类可以为本领域常规的用于制备陶瓷的烧结助剂，优选地，烧结助剂为Ta2O5、Nb2O5、CuO、ZnO和TiO2中的至少一种时，能够进一步提高陶瓷的韧性，耐摔性和黑度。根据本专利技术所述的陶瓷，其中，陶瓷中氧化锆、添加剂和烧结助剂的含量可以为本领域常规的陶瓷中的用量，但是，优选地，以氧化锆的总重量为基准，添加剂的含量为1～10重量％，烧结助剂的含量为0.1～5重量％，能够进一步提高陶瓷的韧性，耐摔性和黑度。本专利技术中，陶瓷的韧性可以为10～12MPam1/2，陶瓷的抗摔次数可以为10～15次。本专利技术中，相对于红绿值a为0.08、蓝黄值b为-0.04的和表面反射光的强度L为44的标准陶瓷样品，陶瓷的红绿值a可以为0.06～0.07，蓝黄值b可以为-0.02～-0.03，表面反射光的强度L可以为42～44。本领域技术人员应该理解的是，氧化锆可以为本领域常规的用于制备氧化锆陶瓷的钇稳定的四方相氧化锆。另一方面，本专利技术还提供了一种陶瓷的制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将含有氧化锆和添加剂的陶瓷原料与烧结助剂在有机溶剂中混合均匀，然后加入粘结剂混合均匀，得到混合浆料；(2)将步骤(1)得到的混合浆料干燥除去有机溶剂，得到球形粉体；(3)将步骤(2)得到的球形粉体成型，然后烧结，得到陶瓷；所述添加剂为含有A和B元素的氧化物，其中，A选自Ca、Sr、Ba、Y和La中的至少一种，B选自Cr、Mn、Fe、Co和Ni中的至少一种。根据本专利技术所述的制备方法，其中，只要采用上述方法制备陶瓷，即可同时提高陶瓷的韧性，耐摔性和黑度。但是，为了进一步提高陶瓷的韧性，耐摔性和黑度，优选地，所述氧化物为AxByOz，其中，x为0.5～2，y为0.5～2，z为3～5。根据本专利技术所述的制备方法，其中，添加剂的制备方法可以为本领域常规的制备方法，但是，为了进一步提高陶瓷的韧性，耐摔性和黑度，优选地，所述添加剂的制备方法包括：将含有A元素的氧化物、碳酸盐、硝酸盐和草酸盐中的至少一种与含有B元素的氧化物、碳酸盐、硝酸盐和草酸盐中的至少一种进行混合，并在900～1350℃下烧结，更优选地，烧结时间为2-5小时。根据本专利技术所述的制备方法，其中，步骤(3)中的烧结程序可以为本领域常规的烧结程序，例如可以为：室温经5-7小时升至500～700℃保温1-2小时，500～700℃经5-7小时升至900～1100℃保温1-2小时，900～1100℃经0.5-2小时升至1200℃保温1-2小时，1200℃经2-5小时升至1350-1450℃保温3～4小时，然后经过2-5小时降至900℃，最后自然冷却至室温。在本专利技术的一种优选的实施方式中，该方法还包括在步骤(1)中，在将含有氧化锆和添加剂的陶瓷原料与烧结助剂在有机溶剂中混合均匀后，在加入粘结剂混合均匀前，加入分散剂，能够使得氧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种陶瓷，其特征在于，该陶瓷含有氧化锆基体和分散在氧化锆基体内部和外表面的黑色微粒，所述黑色微粒为含有A和B元素的氧化物，其中，A选自Ca、Sr、Ba、Y和La中的至少一种，B选自Cr、Mn、Fe、Co和Ni中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种陶瓷，其特征在于，该陶瓷含有氧化锆基体、分散在氧化锆基体内部和外表面的黑色微粒以及烧结助剂，所述黑色微粒由添加剂形成，所述黑色微粒为含有A和B元素的氧化物，其中，A选自Ca、Sr、Ba、Y和La中的至少一种，B选自Cr、Mn、Fe、Co和Ni中的至少一种，所述氧化物为AxByOz，其中，x为0.5～2，y为0.5～2，z为3～5。2.根据权利要求1所述的陶瓷，其中，所述黑色微粒的平均粒径为0.5～10微米。3.根据权利要求2所述的陶瓷，其中，所述黑色微粒的平均粒径为1～7微米。4.根据权利要求1～3中任意一项所述的陶瓷，其中，所述烧结助剂为Ta2O5、Nb2O5、CuO、ZnO和TiO2中的至少一种。5.根据权利要求4所述的陶瓷，其中，以氧化锆的总重量为基准，添加剂的含量为1～10重量％，烧结助剂的含量为0.1～5重量％。6.根据权利要求1～3中任意一项所述的陶瓷，其中，所述陶瓷的韧性为10～12MPam1/2。7.根据权利要求1～3中任意一项所述的陶瓷，其中，所述陶瓷的抗摔次数为10～15次。8.根据权利要求1～3中任意一项所述的陶瓷，其中，相对于红绿值a为0.08、蓝黄值b为-0.04的和表面反射光的强度L为44的标准陶瓷样品，所述陶瓷的红绿值a为0.06～0.07，蓝黄值b为-0.02～-0.03，表面反射光的强度L为42～44。9.一种陶瓷的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将含有氧化锆和添加剂的陶瓷原料与烧结助剂在有机溶剂中混合均匀，然后加入粘结剂混合均匀，得到混合浆料；(2)将步骤(1)得到的混合浆料干燥除去有机溶剂，得到球形粉体；(3)将步骤(2)得到的球形粉体成型，然后烧结，得到陶瓷；所述添加剂为含有A和B元素的氧化物，其中，A选自Ca、Sr、Ba、Y和La中的至少一种，B选自Cr、Mn、Fe、Co和Ni中的至少一种；所述氧化物为AxByOz，其中，x为0.5～2，y为...

【专利技术属性】
技术研发人员：宫清，林信平，陈戈，林勇钊，吴波，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44