一种黄色四方相氧化锆陶瓷的制备方法及其制得的产品技术

技术编号：43963734 阅读：3 留言：0更新日期：2025-01-07 21:49

本发明专利技术公开了一种黄色四方相氧化锆陶瓷的制备方法及其制得的产品，以3mol％氧化钇稳定氧化锆(3YSZ)、Pr<subgt;6</subgt;O<subgt;11</subgt;为原料，经球磨处理、干燥、成型、烧结，获得致密的黄色四方相氧化锆陶瓷。本发明专利技术通过稀土离子掺杂改性，解决了现有技术着色剂严重挥发性、着色离子掺杂不稳定、热稳定性差的缺点，从而制备出了表面具有金属光泽、装饰效果好，且力学性能优越、硬度高、断裂韧性好的黄色四方相氧化锆陶瓷，为彩色氧化锆陶瓷的制备提供了新的途径。本发明专利技术所得产品具有极好的加工性能，适用于陶瓷装饰品，如陶瓷手机壳、陶瓷手表以及珠宝等方面，有利于工业化的生产和应用。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及陶瓷材料，尤其涉及一种黄色四方相氧化锆陶瓷的制备方法及其制得的产品。

技术介绍

1、氧化锆陶瓷作为一种新型陶瓷材料，拥有许多优异的物理化学特性。具有优良的导电性能、高的热膨胀系数和折射率、低的导热系数和摩擦系数、优良的化学稳定性、抗腐蚀和抗侵蚀的能力，这使得氧化锆材料在科研研究及生产应用领域成为热点。

2、近年来，陶瓷在装饰品行业供不应求，彩色氧化锆陶瓷以其优异的机械性能、色彩鲜艳且不褪色、金属光泽及对人体无毒无害等优点，成为优质装饰行业的一大热门，在手表表盘、表链、手机外壳与珠宝(如莫氏硬度可高达8.5，与蓝宝石相近)等行业有极大的开发潜力。此外，彩色氧化锆陶瓷在口腔医学领域的研究应用也比较多，如口腔冠桥修复材料、牙种植材料、桩核材料、托槽材料等，主要是利用了氧化锆陶瓷的化学性能稳定、生物相容性好、表面光泽度高、具有自然牙色等特征。

3、目前，现有技术彩色氧化锆陶瓷的制备，主要是采用着色剂颜料与氧化锆进行复合，或者是通过着色离子掺杂的方式进行。然而，氧化锆陶瓷的烧结温度在1450～1550℃之间，添加的着色剂颜料在高温下易被分解挥发，从而导致显色性能被破坏，因而鲜有耐高温的颜料。而通过着色离子掺杂的方式，一是着色离子掺杂难以进入氧化锆晶格之中，二是对着色离子的结构、离子半径、电价、配位数以及离子间相互极化作用难以调控，从而容易导致着色不稳定、甚至不显色的问题。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种黄色四方相氧化锆

2、本专利技术的目的通过以下技术方案予以实现：

3、本专利技术提供的一种黄色四方相氧化锆陶瓷的制备方法，所述氧化锆陶瓷的原料组成为3mol％氧化钇稳定氧化锆99.0～99.9wt％、pr6o110.1～1.0wt％；制备方法包括以下步骤：

4、(1)所述原料按照组成配比称重混合后，以无水乙醇为球磨介质，按原料∶乙醇∶球磨子＝1∶3～4∶4～5，球磨处理10～12h，得到浆料；

5、(2)所述浆料在70～80℃温度下烘干10～12h后，过筛得到粉体；

6、(3)将所述粉体在压片机下干压成型，得到素坯；

7、(4)所述素坯在空气气氛下于1400～1450℃温度下进行烧结，保温时间为1～10h，获得致密的黄色四方相氧化锆陶瓷。

8、进一步地，本专利技术所述3mol％氧化钇稳定氧化锆的纯度＞99.9％，pr6o11的纯度＞99.99％。

9、上述方案中，本专利技术所述黄色四方相氧化锆陶瓷，其主晶相为氧化锆的四方相晶型；其色度值为l*＝68.23～80.56、a*＝1.28～16.31、b*＝30.59～53.41，δe色差值为20.44～30.03，维氏硬度为13.64～13.69gpa，断裂韧性为11.28～11.89mpa·m^(1/2)。

10、本专利技术具有以下有益效果：

11、(1)本专利技术提出的一种黄色四方相氧化锆陶瓷的制备方法，通过掺杂pr6o11稀土氧化物，将缺陷有序引入(氧空位)到氧化锆晶体结构中，有效解决了现有技术着色剂严重挥发性、着色离子掺杂不稳定、显色不均匀等缺点，为彩色氧化锆陶瓷的制备提供了新的途径。

12、(2)本专利技术使用稀土离子掺杂对氧化锆陶瓷整体进行着色，不改变氧化锆陶瓷的物理化学性能，不但保证了氧化锆陶瓷的表面金属光泽，使之更具有美观性；而且所形成的四方相氧化锆的晶体结构，相当于萤石结构沿着c轴伸长而变形的晶体结构，与单斜相相比，加热时体积变化较小，不易造成产品开裂，因此力学性能优越，硬度高、断裂韧性好，具有极好的加工性能，适用于陶瓷装饰品，如陶瓷手机壳、陶瓷手表以及珠宝等方面，有利于工业化的生产和应用。

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【技术保护点】

1.一种黄色四方相氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于：所述氧化锆陶瓷的原料组成为3mol％氧化钇稳定氧化锆99.0～99.9wt％、Pr6O110.1～1.0wt％；制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的黄色四方相氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于：所述3mol％氧化钇稳定氧化锆的纯度＞99.9％，Pr6O11的纯度＞99.99％。

3.根据权利要求1所述的黄色四方相氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于：所述黄色四方相氧化锆陶瓷，其主晶相为氧化锆的四方相晶型。

4.根据权利要求1所述的黄色四方相氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于：所述黄色四方相氧化锆陶瓷的色度值L*＝68.23～80.56、a*＝1.28～16.31、b*＝30.59～53.41，ΔE色差值为20.44～30.03，维氏硬度为13.64～13.69GPa，断裂韧性为11.28～11.89MPa·m^(1/2)。

【技术特征摘要】

1.一种黄色四方相氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于：所述氧化锆陶瓷的原料组成为3mol％氧化钇稳定氧化锆99.0～99.9wt％、pr6o110.1～1.0wt％；制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的黄色四方相氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于：所述3mol％氧化钇稳定氧化锆的纯度＞99.9％，pr6o11的纯度＞99.99％。

3.根据权利要求1所述的黄色四方相氧化锆陶瓷的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李月明，邹传明，孙熠，李恺，
申请(专利权)人：景德镇陶瓷大学，
类型：发明
国别省市：

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