耐磨氧化锆陶瓷制造技术

本发明专利技术涉及一种耐磨氧化锆陶瓷，该耐磨氧化锆陶瓷包括以下重量份组分：氧化锆70～85份；钙质混合物8～15份；改性氧化铝3～6份；粘结剂8～15份；表面活性剂8～12份。改性氧化铝提高氧化锆再结晶能力，使四方相氧化锆可保留至室温或更低温，增加氧化锆陶瓷的韧性，且改性氧化铝的比表面积较为稳定，不会急剧减小，稳定，则氧化锆陶瓷可吸收较大的能量，裂纹不易形成，氧化锆陶瓷随反复变形能力大，不易形成疲劳剥落，即耐磨性好；钙质混合物填充入氧化锆陶瓷，增加材料结构强度，使氧化锆陶瓷具有高硬度和耐磨性。

Wear-resistant zirconia ceramics

The present invention relates to a wear-resistant zirconia ceramic. The wear-resistant zirconia ceramic consists of 70-85 parts of zirconia, 8-15 parts of calcareous mixture, 3-6 parts of modified alumina, 8-15 parts of binder and 8-12 parts of surfactant. Modified alumina improves the recrystallization ability of zirconia, makes tetragonal zirconia retain to room temperature or lower temperature, increases the toughness of zirconia ceramics, and the specific surface area of modified alumina is more stable, will not reduce sharply, stable, zirconia ceramics can absorb more energy, cracks are not easy to form, zirconia ceramics with It is difficult to form fatigue peeling because of its high ability of repeated deformation, that is, it has good wear resistance; the calcium mixture filled with zirconia ceramics can increase the structural strength of the material and make zirconia ceramics have high hardness and wear resistance.

【技术实现步骤摘要】
耐磨氧化锆陶瓷
本专利技术涉及陶瓷制品
，特别是涉及耐磨氧化锆陶瓷。
技术介绍
作为新型高技术陶瓷，氧化锆陶瓷具有高强度、高断裂韧性以及优异的隔热性能以及耐高温性能等属性，被广泛的应用于结构陶瓷和功能陶瓷领域。另外，氧化锆没有磁性、不导电、不生锈，其在生物医学器械领域和道具、工具领域中也应用很广。近来，部分稳定氧化锆(TZP)可以通过粉末冶金方法，制备避磁的手表表壳、耐腐的表件和其它仪器零件。除了上述的应用，TZP还广泛地应用于装饰、生活、医学、压电陶瓷、传感器陶瓷等领域。不论氧化锆陶瓷应用于何种领域，其制成的部件都需要具有高耐磨性，以长久保持部件的形状结构，延长使用寿命。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供一种耐磨氧化锆陶瓷，其具有良好的耐磨性，不易擦花和磨损，具有较长使用寿命的特点。一种耐磨氧化锆陶瓷，包括以下重量份组分：上述耐磨氧化锆陶瓷，改性氧化铝提高氧化锆再结晶能力，使四方相氧化锆可保留至室温或更低温，增加氧化锆陶瓷的韧性，且改性氧化铝的比表面积较为稳定，不会急剧减小，稳定，则氧化锆陶瓷可吸收较大的能量，裂纹不易形成，氧化锆陶瓷随反复变形能力大，不易形成疲劳剥落，即耐磨性好；钙质混合物填充入氧化锆陶瓷，增加材料结构强度，使氧化锆陶瓷具有高硬度和耐磨性。在其中一个实施例中，氧化锆为钇稳定氧化锆。在其中一个实施例中，钙质混合物为羟基磷灰石与氟磷酸钙的混合物。在其中一个实施例中，钙质混合物中羟基磷灰石与氟磷酸钙的质量比为70～85:1。在其中一个实施例中，羟基磷灰石中Ga和P的摩尔比为1.67～1.7:1。在其中一个实施例中，羟基磷灰石与氟磷酸钙的粒径为10～40nm。在其中一个实施例中，粘结剂包括以下重量份的组分：在其中一个实施例中，乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯占乙烯-醋酸乙烯共聚物重量的12～23％。在其中一个实施例中，改性氧化铝的制备方法为：将纳米氧化铝溶于助溶剂中，搅拌均匀，再向上述的溶液中加入纳米负离子材料和二氧化硅，得到混合体系，将上述的混合体系进行浸渍、焙烧、粉碎的步骤后得到改性氧化铝。在其中一个实施例中，表面活性剂为钛酸盐、硬脂酸、磷酸盐或硅烷。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将对本专利技术进行更全面的描述。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容的理解更加透彻全面。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本专利技术提供一种耐磨氧化锆陶瓷，可应用注射成型工艺制成陶瓷制品，所制得的陶瓷制品硬度高，耐磨性佳。所述耐磨氧化锆陶瓷包括以下重量份组分：本专利技术耐磨氧化锆陶瓷，改性氧化铝提高氧化锆再结晶能力，使四方相氧化锆可保留至室温或更低温，增加氧化锆陶瓷的韧性，且改性氧化铝的比表面积较为稳定，不会急剧减小，稳定，则氧化锆陶瓷可吸收较大的能量，裂纹不易形成，氧化锆陶瓷随反复变形能力大，不易形成疲劳剥落，即耐磨性好；钙质混合物填充入氧化锆陶瓷，增加材料结构强度，使氧化锆陶瓷具有高硬度和耐磨性。优选地，氧化锆的质量含量≥90％，选用钇稳定氧化锆，钇稳定氧化锆的制备方法为：将氧氯化锆、硝酸钇加入聚乙烯醇溶液中，搅拌均匀后，加入戊二醛溶液，在温度为40～50℃的条件下搅拌8～15min，得到Zr4+有机网络凝胶，将所述凝胶取出，静置后切块，并置于氨水中浸泡15～20h后，烘干、煅烧，得到氧化钇稳定的氧化锆粉体，获得以四方相存在的钇稳定氧化锆粉体。钙质混合物为纳米级的羟基磷灰石与氟磷酸钙的颗粒混合物，羟基磷灰石与氟磷酸钙的混合物填入坯体的网络结构中，与氧化锆羟相互支撑，增加氧化锆陶瓷的强度与耐磨性。氟磷酸钙与羟基磷灰石结构相近，两者互相增强，氟磷酸钙中磷酸钙可降低羟基磷灰石的分离度，保持其稳定性。较优地，钙质混合物中羟基磷灰石与氟磷酸钙的质量比为70～85:1，效果最佳。羟基磷灰石中Ga和P的摩尔比为1.67～1.7:1，此时，羟基磷灰石为纯羟基磷灰石，没有杂质的影响。羟基磷灰石中Ga和P的摩尔比小于1.67:1时，羟基磷灰石中含有β-磷酸钙，羟基磷灰石中Ga和P的摩尔比大于1.7:1时，羟基磷灰石中含有氧化钙，两种杂质对氧化锆陶瓷的结构强度有减弱的影响。较优地，羟基磷灰石与氟磷酸钙的粒径为10～45nm，此粒径的纳米级的羟基磷灰石与氟磷酸钙的流动性较好，可更好地均匀混合其他物料，使氧化锆陶瓷的耐磨性能均匀一致。一些实施例中，粘结剂包括以下重量份的组分：石蜡中含有直链烷烃、带个别支链的烷烃和带长侧链的单环环烷烃，本专利技术优选直链烷烃的质量含量≥80％的石蜡，其余为带个别支链的烷烃。乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯占乙烯-醋酸乙烯共聚物重量的12～23％。偶联剂为硬脂酸和/或其酯类衍生物，其中，酯类衍生物可以为硬脂酸丁酯和/或硬脂酸辛酯。上述粘结剂的制备方法为：按重量份计，取石蜡35～50份、微晶蜡5～10份、高密度聚乙烯8～15份、乙烯-醋酸乙烯共聚物4～8份、无规聚丙烯2～5份、偶联剂1～3份投入密炼机，在预设温度170～200℃中进行混炼均匀，使各组分充分熔融，混合均匀，出料冷却至室温，获得粘结剂。一些实施例中，改性氧化铝的制备方法为：将纳米氧化铝溶于助溶剂中，搅拌均匀，获得混合溶液；向混合溶液中加入纳米负离子材料和二氧化硅，得到混合体系，将混合体系经过浸渍、焙烧、粉碎后得到改性氧化铝。助溶剂为丙醇水溶液、丙二醇水溶液、异丙醇水溶液中的一种。纳米负离子材料为锗石粉、绿泥石粉、锂电气石粉、凝灰岩粉、石灰石粉中的一种。表面活性剂为钛酸盐、硬脂酸、磷酸盐或硅烷。一种耐磨氧化锆陶瓷的制备方法，包括以下步骤：步骤1：按重量份计，取氧化锆70～85份、钙质混合物8～15份、改性氧化铝3～6份、粘结剂8～15份、表面活性剂8～12份，将氧化锆、钙质混合物、改性氧化铝与表面活性剂混合，加入乙醇后，球磨混合，干燥、过筛，得到浆料；步骤2：将浆料与粘结剂混合，混炼、造粒，得到注射用喂料；步骤3：将喂料注射成型，得到生坯；将生坯进行排胶、烧结，得到氧化锆陶瓷的素坯。排胶包括溶剂脱脂与热脱脂步骤。溶剂脱脂为：将生坯浸入正庚烷，脱脂温度为25～35℃，保持8～20h，可脱除70％以上石蜡。热脱脂为：将溶剂脱脂后的坯体放入脱脂炉中，在氮气气氛下，气体流量为10～15升/分钟，以1～3℃/min的升温速度升温至350℃，并保持2.5h，之后升温至500℃，并保持3h，获得脱脂后的坯体。以下为具体实施例。实施例1本实施例的一种耐磨氧化锆陶瓷，包括以下重量份组分：氧化锆选用钇稳定氧化锆。钙质混合物采用粒径为10～45nm的羟基磷灰石与氟磷酸钙的颗粒混合物，羟基磷灰石与氟磷酸钙的质量比为85:1。羟基磷灰石中Ga和P的摩尔比为1.67:1。粘结剂包括以下重量份的组分：石蜡中直链烷烃的质量含量为82％。乙烯-醋酸乙烯共聚物中醋酸乙烯占乙烯-醋酸乙烯共聚物重量的18％。偶联剂为硬脂酸和硬脂酸丁酯的混合物，硬脂酸和硬脂酸丁酯的质量比为1:1。改性氧化铝的制备方法为：将纳米氧化铝溶于丙二醇水溶液中，搅拌均匀，获得混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种耐磨氧化锆陶瓷，其特征在于，包括以下重量份组分：

【技术特征摘要】
1.一种耐磨氧化锆陶瓷，其特征在于，包括以下重量份组分：2.根据权利要求1所述的耐磨氧化锆陶瓷，其特征在于，所述氧化锆为钇稳定氧化锆。3.根据权利要求1所述的耐磨氧化锆陶瓷，其特征在于，所述钙质混合物为羟基磷灰石与氟磷酸钙的混合物。4.根据权利要求3所述的耐磨氧化锆陶瓷，其特征在于，所述钙质混合物中羟基磷灰石与氟磷酸钙的质量比为70～85:1。5.根据权利要求3或4所述的耐磨氧化锆陶瓷，其特征在于，所述羟基磷灰石中Ga和P的摩尔比为1.67～1.7:1。6.根据权利要求3或4所述的耐磨氧化锆陶瓷，其特征在于，所述羟基磷灰石与氟磷酸钙的粒径为10～4...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙亮，李伟，张小勇，王文利，
申请(专利权)人：东莞信柏结构陶瓷股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44