一種氧化鋯陶瓷制品的制備方法技術

本本發明專利技術介紹了一種氧化鋯陶瓷制品的制備方法，原料為單斜84~97%氧化鋯、0~15%氧化釔、0~3%氧化鎂；將原料磨細至顆粒度≤20微米；采用等靜壓成型或者熱壓鑄成型；將等靜壓成型坯體或熱壓鑄成型排蠟后的坯體清理干凈，并裝入高溫爐中煅燒，煅燒溫度為1600~1700℃，保溫3~6hr，得到制品。本發明專利技術以最簡單的工藝流程獲得超越傳統工藝生產的氧化鋯制品指標；無需經過預先高溫穩定，可節省能源約50%；制品的化學組成和晶相組成一致性很強，制品的質量穩定性高；制備過程不會帶入其它雜質；生產成本低，是傳統工藝制品的50%，是新型精細陶瓷制品的30%。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種氧化鋯陶瓷制品技術，特別是。技術背景眾所周知，氧化鋯具有三種晶相單斜相、四方相和立方相。在制備和使用氧化鋯陶瓷的過程中由于溫度的變化會引起氧化鋯晶相的變化，晶相的變化會引起密度和體積的變化，這些密度和體積變化會導致氧化鋯制品的破壞。因此制備氧化鋯制品時通過加入晶相為立方晶相的氧化物(如氧化鈣、氧化鎂、氧化釔、氧化鈰等)作為穩定劑，經高溫處理使其形成晶相相對穩定的四方相氧化鋯或立方相氧化鋯。傳統氧化鋯陶瓷制品的制備方法是1)將單斜相氧化鋯原料與穩定劑混合磨細；2)經高溫煅燒或熔融使其成為穩定氧化鋯；3)將煅燒塊或熔塊破碎、磨細成所需的粒度；4)經配料、混合，并成型成坯體；5)經高溫燒結成氧化鋯制品。該方法的缺點是1)工序復雜，過程繁瑣，容易參雜；2)兩次高溫處理，能耗大，成本高；3)燒結困難，燒結溫度都在 1750°C 以上。新型精細氧化鋯陶瓷制品的制備方法是1)用氯氧化鋯(ZrOCl2 · 8H20)通過濕化學法(共沉淀法、水熱分解法等)制備穩定氧化鋯微粉或納米粉；2)經過機械壓制、等靜壓、 注射等成型方法成型；3)在較低的溫度下(145(T160(TC)燒結成制品。此方法的優點是1) 制品的強度、密度很高，性能非常優良；2)通過對內部結構的控制可以有效地提高氧化鋯陶瓷的韌性3)粉料的化學活性高，燒結溫度低。其缺點是1)粉料的制備過程條件控制要求較高，容易出現性能波動；2)生產效率較低，制造成本較高；3)燒結制品是體積收縮較大， 制作大型制品比較困難。
技術實現思路
本專利技術所要解決的技術問題是提供，無需經過高溫預先穩定，使粉料具有較高的化學活性，燒結溫度較低；并通過對單斜氧化鋯原料與所添加的穩定劑的合理組合，使其在最終的煅燒過程中形成晶相相對穩定的氧化鋯制品。為了實現解決上述技術問題的目的，本專利技術采用了如下技術方案本專利技術的，特征在于制備工藝如下1)原料選擇選擇的原料規格為單斜氧化鋯——ZrO2質量含量為99. (Γ99. 5% ；氧化釔——Y2O3質量含量為99. 9% ；氧化鎂——MgO質量含量> 97% ；2)配料按以下配方配料單斜ZrO2——質量百分比84 97% ；氧化釔——質量百分比(Γ15% ；氧化鎂——質量百分比(Γ3% ；3)磨細將所配的原料一同放入球磨機中混合磨細，磨細至顆粒度< 20微米；4)成型采用等靜壓成型或者熱壓鑄成型等靜壓成型工藝為將所磨細的原料裝入橡膠模具中，再將模具放入等靜壓機加壓成型；成型壓力為18(T220Mpa，保壓3 5min，卸壓、出模后，經機械加工或手工打磨整形，得到成型坯體。等靜壓成型適合于加工幾何尺寸較大、外形簡單的圓柱形、方塊形及厚壁型制品;熱壓鑄成型工藝為將所磨細的原料伴入經加熱熔化的石蠟熔液中并攪拌成均勻的蠟漿，外加的石蠟所占的比例為原料單斜氧化鋯、氧化釔、氧化鎂總重量的12% ;將蠟漿倒入熱壓鑄機的料缸中并通過壓縮空氣將蠟漿注入金屬模具中，待蠟漿冷卻凝固后將凝固坯體從模具中取出，得到成型坯體；將成型坯體埋入另行準備的氧化鋯粉或氧化鋁粉中，并放入加熱爐中加熱脫蠟，先后經過低溫脫蠟和高溫脫蠟；低溫脫蠟的最終溫度為18(T250°C， 保溫rshr后停爐，待自然冷卻到室溫時，取出坯體；高溫脫蠟的最終溫度為90(Γ1200 并保溫rehr停爐，待自然冷卻到室溫時，取出坯體；熱壓鑄成型適合于成型小型的、外形及內部結構復雜的、薄壁型的制品；5)燒成將等靜壓成型坯體或熱壓鑄成型排蠟后的坯體清理干凈，并裝入高溫爐中煅燒，煅燒溫度為160(Tl700°C，保溫3 6hr，得到氧化鋯陶瓷制品。本專利技術的氧化鋯陶瓷制品的制備方法是介于傳統氧化鋯制品的制備方法和新型精細氧化鋯陶瓷制品的制備方法兩種方法之間的一種工藝技術。其關鍵技術是1)采用機械磨細的方法可是原料的粒度達到微米級；2)無需經過預先高溫穩定，使粉料具有較高的化學活性，因而燒結溫度較低；3)通過對單斜氧化鋯原料與所添加的穩定劑的合理組合，使其在最終的煅燒過程中形成晶相相對穩定的氧化鋯制品。通過采用上述技術方案，本專利技術具有以下的有益效果1)以最簡單的工藝流程獲得超越傳統工藝生產的氧化鋯制品的性能指標；2)無需經過預先高溫穩定，可節省能源約 50% ；3)制品的化學組成和晶相組成一致性很強，使得制品的質量穩定性很高；4)制備過程不會帶入其它雜質；5)制品的生產成本很低，估計本專利制品的生產成本是傳統工藝制品的50%，是新型精細陶瓷制品的30%。具體實施方式下面結合實施例對本專利進一步解釋說明。但本專利的保護范圍不限于具體的實施方式。I)原料單斜氧化鋯——ZrO2含量> 99% (質量)氧化釔——Y2O3含量彡99. 9% (質量)氧化鎂——MgO含量彡97%2)配料本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種氧化鋯陶瓷制品的制備方法，其特征是制備工藝如下：1）原料選擇??選擇的原料為單斜氧化鋯、氧化釔、氧化鎂；2）配料按以下配方配料：??單斜ZrO2——質量百分比84~97%；??氧化釔——質量百分比0~15%；??氧化鎂——質量百分比0~3%；3）磨細將所配的原料一同放入球磨機中混合磨細，磨細至顆粒度≤20微米；4）成型：采用等靜壓成型或者熱壓鑄成型：等靜壓成型工藝為：將所磨細的原料裝入橡膠模具中，再將模具放入等靜壓機加壓成型；成型壓力為180~220Mpa，保壓3~5min，卸壓、出模后，經機械加工或手工打磨整形，得到成型坯體；熱壓鑄成型工藝為：將所磨細的原料伴入經加熱熔化的石蠟熔液中并攪拌成均勻的蠟漿，外加的石蠟所占的比例為原料單斜氧化鋯、氧化釔、氧化鎂總重量的8~12%；將蠟漿倒入熱壓鑄機的料缸中并通過壓縮空氣將蠟漿注入金屬模具中，待蠟漿冷卻凝固后將凝固坯體從模具中取出，得到成型坯體；將成型坯體埋入另行準備的氧化鋯粉或氧化鋁粉中，并放入加熱爐中加熱脫蠟，先后經過低溫脫蠟和高溫脫蠟；低溫脫蠟的最終溫度為180~250℃，保溫4~8hr后停爐，待自然冷卻到室溫時，取出坯體；高溫脫蠟的最終溫度為900~1200℃并保溫4~6hr停爐，待自然冷卻到室溫時，取出坯體；5）燒成將等靜壓成型坯體或熱壓鑄成型排蠟后的坯體清理干凈，并裝入高溫爐中煅燒，煅燒溫度為1600~1700℃，保溫3~6hr，得到氧化鋯陶瓷制品。...

【技術特征摘要】
1.一種氧化鋯陶瓷制品的制備方法，其特征是制備工藝如下 1)原料選擇 選擇的原料為單斜氧化鋯、氧化釔、氧化鎂； 2)配料 按以下配方配料 單斜ZrO2——質量百分比84 97% ； 氧化釔——質量百分比(Γ15% ； 氧化鎂——質量百分比(Γ3% ； 3)磨細 將所配的原料一同放入球磨機中混合磨細，磨細至顆粒度< 20微米； 4)成型采用等靜壓成型或者熱壓鑄成型 等靜壓成型工藝為將所磨細的原料裝入橡膠模具中，再將模具放入等靜壓機加壓成型；成型壓力為18(T220Mpa，保壓3 5min，卸壓、出模后，經機械加工或手工打磨整形，得到成型坯體； 熱壓鑄成型工藝為將所磨細的原料伴入經加熱熔化的石蠟熔液中并攪拌成均勻的蠟漿，外加的石蠟所占的比例為原料單斜氧化鋯、氧化釔、氧化鎂總重量的12% ;將蠟漿倒入熱壓鑄機的料缸中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：雷復興，孫學義，張拯，
申請(專利權)人：洛陽北苑特種陶瓷有限公司，
類型：發明
國別省市：