本发明专利技术公开了一种氧化镁掺杂的钇稳定氧化锆(5Y‑PSZ)陶瓷的制备方法，其步骤：a.以5Y‑PSZ为基体材料，以氧化镁(MgO)为烧结助剂；b. 将基体材料和烧结助剂进行搅拌混和，混合后湿法混磨5小时；c. 将混磨后的混合料加热至90℃温度烘干，升温至1200℃下预烧8～10小时，制得氧化镁(MgO)和5Y‑PSZ的粉体；d. 将制得的粉体和去离子水放入球磨罐中湿法球磨5h；e. 将球磨好的粉体放烘箱干燥，然后将干燥粉料造粒；f. 将造粒后的粉料在200MP静压下，压制成片状生坯；g. 将片状生坯烧结，升温到1350～1550℃，烧结3小时，得到致密的0.1～1wt.%氧化镁(MgO) 掺杂的钇稳定氧化锆(5Y‑PSZ)陶瓷。该方法制备的陶瓷不仅具备较大的相对密度与维氏硬度，同时还具有较优异的抗低温时效性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种氧化镁掺杂的钇稳定氧化锆(5Y-PSZ)陶瓷的制备方法，属于陶瓷制造工艺
技术介绍
众所周知，未掺杂氧化锆有三种不同物相结构，随温度的升高分别为单斜相结构的氧化锆、四方相结构的氧化锆和立方相结构的氧化锆，氧化锆陶瓷在实际应用中，为了得到室温下稳定的四方相结构，通常在氧化锆陶瓷中掺入3～8mol% Y2O3。钇稳定氧化锆陶瓷具备优异的力学性能，该陶瓷在室温下其抗弯强度可达2000MPa， 断裂韧性可达到9MPa/m2，同时还具备一定的生物惰性，被广泛应用于齿科和骨科生物领域。然而，该陶瓷长期在低温区（100～400℃）下使用时，其表面向内部会自发发生四方相向单斜相的物相结构转变，导致力学性能的急剧下降。这种结构转变现象在温度区（200～300℃）最为明显，当处于潮湿空气或有水的环境下，陶瓷力学性能下降的速度会明显加快，被称为低温时效效应(Low temperature degradation, LTD)，这种低温时效效应限制了氧化锆陶瓷的应用。通过水热时效实验表征氧化锆陶瓷的低温时效性能，即将氧化锆陶瓷置于100～150℃的潮湿环境下若干个小时，检测氧化锆陶瓷实验前后单斜相氧化锆增长的体积分数。目前，抑制掺钇氧化锆的LTD性能的方法一种是在钇稳定氧化锆陶瓷中加大Y2O3的掺杂量，但是陶瓷断裂韧性会因为四方相氧化锆的减少而降低；另一种是在钇稳定氧化锆陶瓷中加入Al2O3，结果表明：在氧化锆陶瓷[简称3Y-TZP]中掺入（1.2-12wt.%）Al2O3能够抑制氧化锆的四方相结构向单斜相结构自发转变。但是，掺入Al2O3会导致氧化锆陶瓷透明度的下降，影响氧化锆陶瓷在口腔牙科中的应用；掺入Ce、Y能够提高氧化锆陶瓷的抗LTD性能，在氧化锆陶瓷[简称2Y-TZP]中掺入CeO2后，其晶粒减小，并伴随抗LTD性能的提高，但是氧化锆陶瓷[简称Ce-TZP]烧结后为黄色，也影响了氧化锆陶瓷在口腔牙科生物材料领域的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有技术存在的不足，提供一种氧化镁掺杂的钇稳定氧化锆(5Y-PSZ)陶瓷的制备方法，该方法制备的陶瓷不仅具备较大的相对密度与维氏硬度，同时还具有较优异的抗低温时效性能，进一步满足在生物材料领域中应用的要求。本专利技术的目的可以通过如下措施来达到:本专利技术一种氧化镁掺杂的钇稳定氧化锆(5Y-PSZ)陶瓷的制备方法，以5Y-PSZ为基体材料；以氧化镁(MgO)为烧结助剂，经烧结而成，其特征在于,其具体制备步骤如下：a. 采用如下以质量百分比计的原料:氧化镁(MgO)wt.% 0.1～1.0Y2O3-ZrO2(5Y-PSZ)wt.% 99～99.9以5Y-PSZ为基体材料，以氧化镁(MgO)为烧结助剂；b. 将上述步骤a中的基体材料和烧结助剂进行搅拌，充分均匀混和，混合料在去离子水中湿法混磨5小时；c. 将上述步骤b中混磨后的混合料加热至90℃温度烘干，然后升温至1200℃下预烧8～10小时，制得0.1～1wt.%氧化镁(MgO)掺杂Y2O3-ZrO2(5Y-PSZ)的粉体；d. 将上述步骤c中制得的粉体和去离子水放入球磨罐中进行湿法球磨5h；e. 将上述步骤d中球磨好的粉体放入烘箱内进行干燥，加热至90℃，恒温24h，然后将干燥粉料进行造粒，过40目筛；f. 将上述步骤e中的造粒后的粉料在200MP冷等静压下，压制成片状生坯；g. 将上述步骤f中制得的片状生坯放在烧结炉中烧结，升温到1350～1550℃，烧结时间3小时，得到致密的0.1～1wt.% 氧化镁(MgO)掺杂的钇稳定氧化锆(5Y-PSZ)陶瓷。本专利技术的有益效果是：本专利技术的方法通过在5mol%Y2O3-ZrO2(5Y-PSZ)粉末中掺杂不同质量分数氧化镁(MgO)，达到调控钇稳定氧化锆陶瓷(5Y-PSZ)的相对密度、维氏硬度以及抑制低温时效性能，所制备的陶瓷不仅具备较大的相对密度与维氏硬度，同时还具有较优异的抗低温时效性能，进一步满足在生物材料领域中应用的要求。附图说明图1为本专利技术中0.1～1wt.%氧化镁(MgO)掺杂的钇稳定氧化锆(5Y-PSZ)陶瓷的相对密度随氧化镁(MgO)掺杂量变化趋势图。图2为本专利技术中0.1～1wt.%氧化镁(MgO)掺杂的钇稳定氧化锆(5Y-PSZ)陶瓷的维氏硬度随氧化镁(MgO)掺杂量变化趋势图。图3为本专利技术中0.1～1wt.%氧化镁(MgO)掺杂的钇稳定氧化锆(5Y-PSZ)陶瓷水热时效后的单斜相体积分数随氧化镁(MgO)掺杂量变化趋势图。具体实施方式现将本专利技术的具体实施例叙述于后。本专利技术一种氧化镁掺杂的钇稳定氧化锆(5Y-PSZ)陶瓷的制备方法，该陶瓷以5Y-PSZ为基体材料；以氧化镁(MgO)为烧结助剂，经烧结而成，由如下以质量百分比计的原料:氧化镁(MgO)wt.% 0.1～1.0Y2O3-ZrO2 (5Y-PSZ)wt.% 99.0～99.9各组分的重量百分比之和为100wt.% 。实施例1一种氧化镁(MgO)掺杂的钇稳定氧化锆(5Y-PSZ)陶瓷的制备方法，其具体工艺步骤如下：a.采用高纯99.99%的氧化镁(MgO)和99.99%的5mol%钇稳定氧化锆(5Y-PSZ)为原料，按配方配制，重量百分比为99.9wt.%钇稳定氧化锆(5Y-PSZ)为基体材料,重量百分比为0.1wt.%氧化镁(MgO)为烧结助剂；b. 将上述步骤a中的基体材料和烧结助剂进行搅拌，充分均匀混和，混合料在去离子水中湿法混磨5小时；c. 将上述步骤b中混磨后的混合料加热至90℃温度烘干，然后升温至1200℃下预烧8～10小时，制得0.1wt.%氧化镁(MgO)掺杂Y2O3-ZrO2(5Y-PSZ)的粉体；d.将上述步骤c中制得的粉体和去离子水放入球磨罐中进行湿法球磨5h；e. 将上述步骤d中球磨好的粉体放入烘箱内进行干燥，加热至90℃，恒温24h，然后将干燥粉料进行造粒，过40目筛；f. 将上述步骤e中的造粒后的粉料在200MP冷等静压下，压制成片状生坯；g. 将上述步骤f中制得的片状生坯放在烧结炉中烧结，升温到1350～1550℃，烧结时间3小时，得到致密的0.1wt.%氧化镁(MgO)掺杂的钇稳定氧化锆(5Y-PSZ)陶瓷。实施例2一种氧化镁掺杂的钇稳定氧化锆(5Y-PSZ)陶瓷的制备方法，其具体工艺步骤如下：a. 采用高纯99.99%的氧化镁(MgO)和99.99%的5mol%钇稳定氧化锆(5Y-PSZ)为原料，按配方配制，重量百分比为99.8wt.%钇稳定氧化锆(5Y-PSZ)为基体材料,重量百分比为0.2wt.%氧化镁(MgO)为烧结助剂；b. 将上述步骤a中的基体材料和烧结助剂进行搅拌，充分均匀混和，混合料在去离子水中湿法混磨5小时；c. 将上述步骤b中混磨后的混合料加热至90℃温度烘干，然后升温至1200℃下预烧8～10小时，制得0.2wt.%氧化镁(MgO)掺杂Y2O3-ZrO2(5Y-PSZ)的粉体；d.将上述步骤c中制得的粉体和去离子水放入球磨罐中进行湿法球磨5h；e. 将上述步骤d中球磨好的粉体放入烘箱内进行干燥，加热至90℃，恒本文档来自技高网...
【技术保护点】
本专利技术一种氧化镁掺杂的钇稳定氧化锆(5Y‑PSZ)陶瓷的制备方法，以5Y‑PSZ为基体材料；以氧化镁(MgO)为烧结助剂，经烧结而成，其特征在于,其具体制备步骤如下：a. 采用如下以质量百分比计的原料:氧化镁(MgO)wt.% 0.1～1.0Y2O3‑ZrO2(5Y‑PSZ)wt.% 99～99.9以5Y‑PSZ为基体材料，以氧化镁(MgO)为烧结助剂；b. 将上述步骤a中的基体材料和烧结助剂进行搅拌，充分均匀混和，混合料在去离子水中湿法混磨5小时；c. 将上述步骤b中混磨后的混合料加热至90℃温度烘干，然后升温至1200℃下预烧8～10小时，制得0.1～1wt.%氧化镁(MgO)掺杂Y2O3‑ZrO2(5Y‑PSZ)的粉体；d. 将上述步骤c中制得的粉体和去离子水放入球磨罐中进行湿法球磨5h；e. 将上述步骤d中球磨好的粉体放入烘箱内进行干燥，加热至90℃，恒温24h，然后将干燥粉料进行造粒，过40目筛；f. 将上述步骤e中的造粒后的粉料在200MP冷等静压下，压制成片状生坯；g. 将上述步骤f中制得的片状生坯放在烧结炉中烧结，升温到1350～1550℃，烧结时间3小时，得到致密的0.1～1wt.%氧化镁(MgO)掺杂的钇稳定氧化锆(5Y‑PSZ)陶瓷。...
【技术特征摘要】
1.本发明一种氧化镁掺杂的钇稳定氧化锆(5Y-PSZ)陶瓷的制备方法，以5Y-PSZ为基体材料；以氧化镁(MgO)为烧结助剂，经烧结而成，其特征在于,其具体制备步骤如下：a. 采用如下以质量百分比计的原料:氧化镁(MgO)wt.% 0.1～1.0Y2O3-ZrO2(5Y-PSZ)wt.% 99～99.9以5Y-PSZ为基体材料，以氧化镁(MgO)为烧结助剂；b. 将上述步骤a中的基体材料和烧结助剂进行搅拌，充分均匀混和，混合料在去离子水中湿法混磨5小时；c. 将上述步骤b中混磨后的混合料加热至90℃温...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁野，杨秋红，归琰，邵英杰，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：上海;31
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