超高生物介电氧化锆陶瓷及其制作方法技术

本发明专利技术提供一种超高生物介电氧化锆陶瓷及其制作方法。本发明专利技术的超高生物介电氧化锆陶瓷，通过在其原料组分中加入氧化锌、氧化钙、氧化钛、及氧化铜，与现有技术相比，能够大大提升陶瓷的介电常数，增加陶瓷的应用范围。本发明专利技术的超高生物介电氧化锆陶瓷的制作方法，将氧化锌、氧化钙、氧化钛、及氧化铜水解得到硝酸溶液，并将氧化锆与氧化钇放入所述硝酸溶液搅拌均匀，反应制得陶瓷粉末，之后将陶瓷粉末制成陶瓷，制程简单，生产效率高，产品良率高，同时由于在陶瓷的原料组分中加入氧化锌、氧化钙、氧化钛、及氧化铜，与现有技术相比，能够大大提升陶瓷的介电常数，增加陶瓷的应用范围。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷制造
，尤其涉及一种超高生物介电氧化锆陶瓷及其制作方法。
技术介绍
陶瓷材料在人类生活和现代化建设中是不可缺少的一种材料。传统的陶瓷材料具有硬度高、耐腐蚀性强、耐磨性强、绝缘性强、热导率低、热稳定性好等优点，但其抗拉强度较低，塑性和韧性很差，容易产生碎裂。随着材料科学的不断发展，各种新型的陶瓷材料相继产生，很大程度上改善了传统陶瓷材料的不足。氧化锆(ZrO2)作为一种新型陶瓷材料，除了具有传统的陶瓷材料的优点外，还同时具有较好的韧性，是耐火材料、高温结构材料、生物材料、和电子材料的重要原料，在工业生产中得到了广泛应用。介电常数,又称电容率或相对电容率，是表征电介质或绝缘材料储存电能的性能的一个重要数据，它是两块金属板之间以绝缘材料为介质时的电容量与同样的两块板之间以空气为介质或真空时的电容量之比。介电常数代表了材料的极化程度，也就是对电荷的束缚能力，表示电介质或绝缘材料在电场中贮存静电能的相对能力。介电常数越大，电介质或绝缘材料对电荷的束缚能力越强。目前在电子行业中，陶瓷常用于充当电子器件中的电介质。在一些情况下，电子器件中的电介质需要具备高介电常数的特性，以实现电子器件的不同需求，例如使电子器件小型化等等。然而，现有的陶瓷材料很难具备较高的介电常数，这就大大限制了陶瓷材料的应用范围。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超高生物介电氧化锆陶瓷，其介电常数高，应用范围广。本专利技术的另一目的在于提供一种超高生物介电氧化锆陶瓷的制作方法，制程简单，生产效率高，产品良率高，制得的超高生物介电氧化锆陶瓷介电常数高，应用范围广。为实现上述目的，本专利技术首先提供一种超高生物介电氧化锆陶瓷，其包括原料组分及其重量份如下：氧化锆92-94份、氧化钇3-4份、氧化锌0.1-1份、氧化钙0.05-0.1份、氧化钛1-3份、及氧化铜0.1-0.5份。所述氧化锆与氧化钇的含量占原料总量的97-99％。所述原料组分及其重量份如下：氧化锆93份、氧化钇4份、氧化锌0.5份、氧化钙0.08份、氧化钛1.5份、及氧化铜0.3份。本专利技术还提供一种超高生物介电氧化锆陶瓷的制作方法，包括如下步骤：步骤1、提供原料，该原料组分及其重量份如下：氧化锆92-94份、氧化钇3-4份、氧化锌0.1-1份、氧化钙0.05-0.1份、氧化钛1-3份、及氧化铜0.1-0.5份；步骤2、将氧化锌、氧化钙、氧化钛及氧化铜水解，制得硝酸溶液；步骤3、将氧化锆与氧化钇放入所述硝酸溶液，搅拌氧化锆与氧化钇，并于高压反应釜进行反应，制得陶瓷粉末；步骤4、将所述陶瓷粉末制成陶瓷。所述步骤2制得的硝酸溶液的质量百分比浓度为1-5％。所述步骤3的高压反应釜的反应压力为3-5个大气压，反应温度为150-300℃，反应时间为6-10小时。所述步骤4制得的陶瓷的介电常数为36-46。所述步骤4包括：步骤4.1、高压成型；步骤4.2、排胶脱脂；步骤4.3、烧结。所述步骤3中采用球磨搅拌48-90小时，制得陶瓷粉末的粒径为0.5-5μm；所述步骤4.1中对陶瓷粉末添加石蜡、微晶蜡、硬脂蜡及塑胶，并混合均匀，然后采用干压、热压、或等静压成型，所述步骤4.1的各材料含量按重量份计分别如下：以陶瓷粉末为1000份，石蜡11－17份，微晶蜡11－17份，硬脂蜡1－3份，塑胶65－75份；所述塑胶选用PE、PP、HIPS、PET其中的一种或其组合；步骤4.2中，排胶脱脂的温度小于或等于500℃，其中坯体在温度达到100℃之前脱脂，在温度达到200℃之后排塑；步骤4.3的烧结包括氧气烧、真空烧及氢气烧，其中氧气烧用12-24小时从常温加热1450-1520℃，并保温1-2小时，然后自然冷却；真空烧用6-12小时从常温加热到1350-1450℃，保温3-6小时，然后自然冷却；氢气烧用4-6小时从常温加热到800-1200℃，保温1-2小时，然后自然冷却。步骤4.3中，氧气烧用13小时从常温加热1500℃，并保温2小时，然后自然冷却；真空烧用6小时从常温加热到1350℃，保温4小时，然后自然冷却；氢气烧用4小时从常温加热到800℃，保温1小时，然后自然冷却。本专利技术的有益效果：本专利技术的超高生物介电氧化锆陶瓷，通过在其原料组分中加入氧化锌、氧化钙、氧化钛、及氧化铜，与现有技术相比，能够大大提升陶瓷的介电常数，增加陶瓷的应用范围。本专利技术的超高生物介电氧化锆陶瓷的制作方法，将氧化锌、氧化钙、氧化钛、及氧化铜水解得到硝酸溶液，并将氧化锆与氧化钇放入所述硝酸溶液搅拌均匀，反应制得陶瓷粉末，之后将陶瓷粉末制成陶瓷，制程简单，生产效率高，产品良率高，同时由于在陶瓷的原料组分中加入氧化锌、氧化钙、氧化钛、及氧化铜，与现有技术相比，能够大大提升陶瓷的介电常数，增加陶瓷的应用范围。具体实施方式本专利技术提供一种超高生物介电氧化锆陶瓷，其包括原料组分及其重量份如下：氧化锆92-94份、氧化钇3-4份、氧化锌0.1-1份、氧化钙0.05-0.1份、氧化钛1-3份、及氧化铜0.1-0.5份。本专利技术的超高生物介电氧化锆陶瓷，其原料组分中的氧化锆、及氧化钇为陶瓷主体材料，而氧化锌、氧化钙、氧化钛、及氧化铜能够增加陶瓷整体的介电常数，通过加入氧化锌、氧化钙、氧化钛、及氧化铜，克服了现有技术中陶瓷材料介电常数不高的问题，能够大大提升陶瓷的介电常数，增加陶瓷的应用范围。具体地，所述氧化锆与氧化钇的含量占原料总量的97-99％。优选地，所述原料组分及其重量份如下：氧化锆93份、氧化钇4份、氧化锌0.5份、氧化钙0.08份、氧化钛1.5份、及氧化铜0.3份。基于上述超高生物介电氧化锆陶瓷，本专利技术还提供一种超高生物介电氧化锆陶瓷的制作方法，包括如下步骤：步骤1、提供原料，该原料组分及其重量份如下：氧化锆92-94份、氧化钇3-4份、氧化锌0.1-1份、氧化钙0.05-0.1份、氧化钛1-3份、及氧化铜0.1-0.5份。具体地，所述氧化锆与氧化钇的含量占原料总量的97-99％。优选地，所述原料组分及其重量份如下：氧化锆93份、氧化钇4份、氧化锌0.5份、氧化钙0.08份、氧化钛1.5份、及氧化铜0.3份。步骤2、将氧化锌、氧化钙、氧化钛及氧化铜水解，制得硝酸溶液。具体地，所述步骤2制得的硝酸溶液的质量百分比浓度为1-5％。步骤3、将氧化锆与氧化钇放入所述硝酸溶液，搅拌氧化锆与氧化钇，并于高压反应釜进行反应，制得陶瓷粉末。具体地，所述步骤3的高压反应釜的反应压力为3-5个大气压，反应温度为150-300℃，反应时间为6-10小时。步骤4、将所述陶瓷粉末制成陶瓷。具体地，所述步骤4制得的陶瓷的介电常数为36-46。具体地，所述步骤4包括：步骤4.1、高压成型；步骤4.2、排胶脱脂；步骤4.3、烧结。具体地，所述步骤3中采用球磨搅拌48-90小时，制得陶瓷粉末的粒径为0.5-5μm；所述步骤4.1中对陶瓷粉末添加石蜡、微晶蜡、硬脂蜡及塑胶，并混合均匀，然后采用干压、热压、或等静压成型，所述步骤4.1的各材料含量按重量份计分别如下：以陶瓷粉末为1000份，石蜡11－17份，微晶蜡11－17份，硬脂蜡1－3份，塑胶65－75份；所述塑胶选用PE、PP、HIPS、PET其中的一种或其组合；步骤4.2中，排胶脱脂的温度小于或等于5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种超高生物介电氧化锆陶瓷，其特征在于，其包括原料组分及其重量份如下：氧化锆92‑94份、氧化钇3‑4份、氧化锌0.1‑1份、氧化钙0.05‑0.1份、氧化钛1‑3份、及氧化铜0.1‑0.5份。

【技术特征摘要】
1.一种超高生物介电氧化锆陶瓷，其特征在于，其包括原料组分及其重量份如下：氧化锆92-94份、氧化钇3-4份、氧化锌0.1-1份、氧化钙0.05-0.1份、氧化钛1-3份、及氧化铜0.1-0.5份。2.如权利要求1所述的超高生物介电氧化锆陶瓷，其特征在于，所述氧化锆与氧化钇的含量占原料总量的97-99％。3.如权利要求1所述的超高生物介电氧化锆陶瓷，其特征在于，所述原料组分及其重量份如下：氧化锆93份、氧化钇4份、氧化锌0.5份、氧化钙0.08份、氧化钛1.5份、及氧化铜0.3份。4.一种超高生物介电氧化锆陶瓷的制作方法，包括如下步骤：步骤1、提供原料，该原料组分及其重量份如下：氧化锆92-94份、氧化钇3-4份、氧化锌0.1-1份、氧化钙0.05-0.1份、氧化钛1-3份、及氧化铜0.1-0.5份；步骤2、将氧化锌、氧化钙、氧化钛及氧化铜水解，制得硝酸溶液；步骤3、将氧化锆与氧化钇放入所述硝酸溶液，搅拌氧化锆与氧化钇，并于高压反应釜进行反应，制得陶瓷粉末；步骤4、将所述陶瓷粉末制成陶瓷。5.如权利要求4所述的超高生物介电氧化锆陶瓷的制作方法，其特征在于，所述步骤2制得的硝酸溶液的质量百分比浓度为1-5％。6.如权利要求4所述的超高生物介电氧化锆陶瓷的制作方法，其特征在于，所述步骤3的高压反应釜的反应压力为3-5个大气压，反应温度为150-300℃，反应时间为6-10小时。7.如权利要求4所述的超高生物介电氧化锆陶瓷的制作方法，其特征在于，所述步骤4制得的陶瓷的介电常数为...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓湘凌，
申请(专利权)人：邓湘凌，
类型：发明
国别省市：广东;44