灰色氧化锆陶瓷原料组合物、灰色氧化锆陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种灰色氧化锆陶瓷原料组合物、灰色氧化锆陶瓷及其制备方法。一种灰色氧化锆陶瓷原料组合物，包括氧化锆陶瓷主体材料及添加剂；所述添加剂包括氧化铝及氧化镓中的至少一种、氧化镍及氧化锰；所述灰色氧化锆陶瓷原料组合物中，所述氧化铝及氧化镓中的至少一种的质量百分含量为0.01％～20％，所述氧化镍的质量百分含量为0.01％～4％，所述氧化锰的质量百分含量为0.01％～3％。上述灰色氧化锆陶瓷原料组合物加工时不容易崩缺。

Grey zirconia ceramic raw material composition, grey zirconia ceramics and preparation method thereof

The invention relates to a raw material composition of gray zirconia ceramics, gray zirconia ceramics and a preparation method thereof. A gray zirconia ceramic raw material composition comprises a main material of zirconia ceramics and additives; the additives include at least one of alumina and gallium oxide, nickel oxide and manganese oxide; and in the gray zirconia ceramic raw material composition, at least one of the mass percentages of the alumina and gallium oxide is 0. The mass percentage content of nickel oxide is 0.01%~4%, and that of manganese oxide is 0.01%~3%. The above gray zirconia ceramic raw material composition is not easy to collapse during processing.

【技术实现步骤摘要】
灰色氧化锆陶瓷原料组合物、灰色氧化锆陶瓷及其制备方法
本专利技术涉及一种灰色氧化锆陶瓷原料组合物、灰色氧化锆陶瓷及其制备方法。
技术介绍
二氧化锆由于具有优良的力学、热学及电学性能，在结构材料、光学材料、氧敏元件和燃料电池方面有着广泛的应用。近年来，灰色氧化锆陶瓷以其优异的机械性能及耐磨性能成为新宠材料，在装饰、电子产品等领域得到了广泛的应用。然而，现有的灰色氧化锆陶瓷难以加工，在加工过程中容易崩缺，使得成品率交底，从而限制了灰色氧化锆陶瓷的应用，且目前几乎没有灰色氧化锆陶瓷。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种加工时不容易崩缺的灰色氧化锆陶瓷原料组合物、灰色氧化锆陶瓷及其制备方法。一种灰色氧化锆陶瓷原料组合物，包括氧化锆陶瓷主体材料及添加剂；所述添加剂包括氧化铝及氧化镓中的至少一种、氧化镍及氧化锰；所述灰色氧化锆陶瓷原料组合物中，所述氧化铝及氧化镓中的至少一种的质量百分含量为0.01％～20％，所述氧化镍的质量百分含量为0.01％～4％，所述氧化锰的质量百分含量为0.01％～3％。上述灰色氧化锆陶瓷原料组合物，在氧化锆陶瓷主体材料中加入特殊配方的添加剂来改善加工性能，添加剂包括氧化铝及氧化镓中的至少一种、氧化铁及氧化钴，几种组分配比合理，能够使氧化锆的晶粒彼此坚固地结合，因此能够提高断裂韧性，使得强度和韧性达到很好的平衡，能够显著改善加工性能，经实验测定，灰色氧化锆陶瓷原料组合物制成的灰色氧化锆陶瓷的韧性和硬度匹配度较好，容易加工，不易出现崩缺；此外，氧化镍、氧化锰作为灰色色料的主要原料，能够在高温下协同发挥作用，形成具有尖晶石结构的灰色陶瓷，具有优异的高温稳定性，即使在1500℃的温度下也不会出现分解和色移，并且色度均匀；通过对上述氧化锆陶瓷主体材料及添加剂的比例进行调整能形成不同色调的灰色氧化锆陶瓷。在其中一个实施例中，所述添加剂还包括氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化钡及氧化锶中的至少一种；所述灰色氧化锆陶瓷原料组合物中，所述氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化钡及氧化锶中的至少一种的质量百分含量为0.01～15％。在其中一个实施例中，所述添加剂还包括氧化钇，所述灰色氧化锆陶瓷原料组合物中所述氧化钇的质量百分含量为2.5％～7.85％。在其中一个实施例中，所述氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化钡及氧化锶中的至少一种的质量百分含量为0.1％～5％，所述氧化铝及氧化镓中的至少一种的质量百分含量为0.3％～6％，所述氧化镍的质量百分含量为0.1％～3％，所述氧化锰的质量百分含量为0.01％～1.6％，所述氧化钇的质量百分含量为3％～6.3％。在其中一个实施例中，所述灰色氧化锆陶瓷原料组合物包括0.01％～10％的氧化铝。在其中一个实施例中，所述氧化锆陶瓷主体材料为含有氧化铪的氧化锆。在其中一个实施例中，所述灰色氧化锆陶瓷原料组合物为D50为0.05μm～1.50μm，比表面积为6m2/g～25m2/g的粉体。上述的灰色氧化锆陶瓷原料组合物制备得到的灰色氧化锆陶瓷。在其中一个实施例中，所述灰色氧化锆陶瓷换算成抛光后的0.5mm的等价厚度、550nm波长下的透光度＜20％，SCI色度值为L≥43、-10≤a≤2、-10≤b≤6。一种灰色氧化锆陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将上述的灰色氧化锆陶瓷原料组合物混合均匀得到预混料；及将所述预混料成型并烧结得到灰色氧化锆陶瓷。具体实施方式下面将结合具体实施方式对灰色氧化锆陶瓷原料组合物、灰色氧化锆陶瓷及其制备方法进行进一步地详细说明。一实施方式的灰色氧化锆陶瓷原料组合物，包括氧化锆陶瓷主体材料及添加剂。添加剂包括氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化钡及氧化锶中的至少一种、氧化铝及氧化镓中的至少一种、氧化镍及氧化锰。氧化锆陶瓷主体材料主要为氧化锆。当然，为了改善氧化锆陶瓷主体材料的性能，还可能在氧化锆中混合一些其他组分。在一些实施方式中，氧化锆陶瓷主体材料还包括氧化铪，氧化锆陶瓷主体材料为含有氧化铪的氧化锆。在其中一个实施例中，氧化锆陶瓷主体材料中氧化铪的质量百分含量为5％。灰色氧化锆陶瓷原料组合物中氧化铝及氧化镓中的至少一种的质量百分含量为0.01％～20％。在其中一个实施例中，氧化铝及氧化镓中的至少一种的质量百分含量为0.3％～6％。当然在其他实施方式中，氧化铝及氧化镓中的至少一种的质量百分含量为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％或19％。在一些实施方式中，灰色氧化锆陶瓷原料组合物包括0.01％～10％的氧化铝。进一步的，灰色氧化锆陶瓷原料组合物中氧化铝的质量百分含量为1％～7％。当然在其他的实施例中，氧化铝的质量百分含量为1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％或10％。进一步的，灰色氧化锆陶瓷原料组合物中氧化镓的质量百分含量为1％～5％。当然在其他的实施例中，氧化镓的质量百分含量为0.5％、1％、2％、3％、4％或5％。在一些实施方式中，添加剂还包括氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化钡及氧化锶中的至少一种。优选的，灰色氧化锆陶瓷原料组合物中，氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化钡及氧化锶中的至少一种的质量百分含量为0.01％～15％。在其中一个实施例中，氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化钡及氧化锶中的至少一种的质量百分含量为0.1％～5％。当然在其他实施方式中，氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化钡及氧化锶中的至少一种的质量百分含量为0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％或14％。灰色氧化锆陶瓷原料组合物中，氧化镍的质量百分含量为0.01％～3％。在一些实施方式中，氧化镍的质量百分含量为0.1％～3％，当然在其他的实施例中，氧化镍的质量百分含量为0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％或2.5％。灰色氧化锆陶瓷原料组合物中，氧化锰的质量百分含量为0.01％～3％。在一些实施方式中，氧化锰的质量百分含量为0.01％～1.6％，当然在其他的实施例中，氧化锰的质量百分含量为0.1％、0.5％、1％、1.5％、2％或2.5％。在一些实施方式中，添加剂还包括氧化钇。灰色氧化锆陶瓷原料组合物中氧化钇的质量百分含量为2.5％～7.85％。进一步的，灰色氧化锆陶瓷原料组合物中氧化钇的质量百分含量为3％～6.3％。当然在其他实施方式中，氧化钇的质量百分含量为3％、3.5％、4％、4.5％、5％、5.5％、6％、6.5％、7％或7.5％。在其中一个实施例中，灰色氧化锆陶瓷原料组合物为D50为0.05μm～1.50μm，比表面积为6m2/g～25m2/g的粉体。需要说明的是，上述灰色氧化锆陶瓷原料组合物中，通过调整氧化锆陶瓷主体材料的含量，使得所有组分的总质量百分含量满足100％。当然，为了进一步提升灰色氧化锆陶瓷的性能，还可以添加其他改性的组分，在此不一一赘述。为了获得不同色调的灰色氧化锆陶瓷，可以对氧化锆陶瓷主体材料及添加剂的含量，以及添加剂的具体组成进行调整，从而得到不同色调的灰色氧化锆陶瓷。上述灰色氧化锆陶瓷原料组合物，在氧化锆陶瓷主体材料中加入特殊配方的添加剂来改善加工性能，添加剂包括氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化钡及氧化锶中的至少一种、氧化铝及氧化镓中本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种灰色氧化锆陶瓷原料组合物，其特征在于，包括氧化锆陶瓷主体材料及添加剂；所述添加剂包括氧化铝及氧化镓中的至少一种、氧化镍及氧化锰；所述灰色氧化锆陶瓷原料组合物中，所述氧化铝及氧化镓中的至少一种的质量百分含量为0.01％～20％，所述氧化镍的质量百分含量为0.01％～4％，所述氧化锰的质量百分含量为0.01％～3％。

【技术特征摘要】
1.一种灰色氧化锆陶瓷原料组合物，其特征在于，包括氧化锆陶瓷主体材料及添加剂；所述添加剂包括氧化铝及氧化镓中的至少一种、氧化镍及氧化锰；所述灰色氧化锆陶瓷原料组合物中，所述氧化铝及氧化镓中的至少一种的质量百分含量为0.01％～20％，所述氧化镍的质量百分含量为0.01％～4％，所述氧化锰的质量百分含量为0.01％～3％。2.根据权利要求1所述的灰色氧化锆陶瓷原料组合物，其特征在于，所述添加剂还包括氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化钡及氧化锶中的至少一种；所述灰色氧化锆陶瓷原料组合物中，所述氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化钡及氧化锶中的至少一种的质量百分含量为0.01～15％。3.根据权利要求1所述的灰色氧化锆陶瓷原料组合物，其特征在于，所述添加剂还包括氧化钇，所述灰色氧化锆陶瓷原料组合物中所述氧化钇的质量百分含量为2.5％～7.85％。4.根据权利要求2所述的灰色氧化锆陶瓷原料组合物，其特征在于，所述氧化镁、氧化钙、氧化锌、氧化钡及氧化锶中的至少一种的质量百分含量为0.1％～5％，所述氧化铝及氧化镓中的至少一种的质量百分含量为0.3％～6％，所述氧化镍的质量百...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱基华，
申请(专利权)人：潮州三环集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44