氧化锆陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种氧化锆陶瓷及其制备方法。该氧化锆陶瓷的制备方法包括如下步骤：提供浆料，浆料包括钛酸盐与氧化锆，得到浆料，其中，其中，钛酸盐与所述氧化锆的质量比为0.01～0.25:1，钛酸盐选自钛酸锆、钛酸钙、钛酸锶、钛酸铜钙及钛酸锶钡中的至少一种；将浆料成型，再依次经烧结和热等静压处理，得到氧化锆陶瓷。上述氧化锆陶瓷的制备方法制备得到的氧化锆陶瓷具有较高的介电常数。

Zirconium oxide ceramic and preparation method thereof

The invention relates to zirconia ceramic and a preparation method thereof. The preparation methods of zirconia ceramics comprises the following steps: providing a slurry, slurry including titanate and zirconia slurry, among them, the quality of titanate and the zirconium oxide is 0.01 ~ 0.25:1, at least one titanate selected from zirconium titanate and calcium titanate and strontium titanate, and calcium copper titanate barium strontium titanate in the slurry; molding, followed by sintering and hot isostatic pressing, obtained zirconia ceramics. The zirconia ceramic prepared by the method has higher dielectric constant.

【技术实现步骤摘要】
氧化锆陶瓷及其制备方法
本专利技术涉及陶瓷材料领域，特别是涉及一种氧化锆陶瓷及其制备方法。
技术介绍
陶瓷材料被广泛应用于建材、器具及电子等领域，其中，氧化锆陶瓷材料具有硬度高、耐磨损、韧性好、无电镀污染等优良特点，深受人们的喜爱。目前，市场上的氧化锆陶瓷产品，如陶瓷指纹盖板，对于其介电性能提出了一定要求，虽然氧化锆陶瓷本身有较高的介电常数，然而市场上对其介电常数的日益提高的需求，纯氧化锆陶瓷已经不能满足。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种能够制备得到介电常数较高的氧化锆陶瓷的制备方法。此外，还提供一种氧化锆陶瓷。一种氧化锆陶瓷的制备方法，包括如下步骤：提供浆料，所述浆料包括钛酸盐与氧化锆，其中，所述钛酸盐与所述氧化锆的质量比为0.01～0.25:1，所述钛酸盐选自钛酸锆、钛酸钙、钛酸锶、钛酸铜钙及钛酸锶钡中的至少一种，所述助熔剂与所述氧化锆的质量比为0.001～0.005:1；将所述浆料成型，再依次经烧结和热等静压处理，得到氧化锆陶瓷。在其中一个实施例中，所述氧化锆包括97％～99.5％的粒径为0.5微米～0.8微米的氧化锆粉体和0.5％～3％的粒径为20纳米～50纳米的氧化锆粉体。在其中一个实施例中，所述钛酸盐的粒径为0.1微米～0.5微米。在其中一个实施例中，所述在所述烧结的步骤之后的热等静压处理的步骤中，压力为100MPa～120MPa，温度为1250℃～1600℃。在其中一个实施例中，所述钛酸盐为钛酸锆，所述钛酸盐与所述氧化锆的质量比为0.10～0.25:1。在其中一个实施例中，所述钛酸盐为钛酸铜钙，所述钛酸盐与所述氧化锆的质量比为0.05～0.18:1。在其中一个实施例中，还包括所述钛酸盐的制备步骤：按照所述钛酸盐的各元素的化学计量比将含有各元素的化合物加水混合，得到浆料；将所述浆料干燥，得到混合粉料；将所述混合粉料成型，并在1000℃～1500℃烧结，再经粉碎，得到所述钛酸盐。在其中一个实施例中，按照所述钛酸盐的各元素的化学计量比将所述含有各元素的化合物加水混合的步骤为：将所述含有各元素的化合物与分散剂在水中混合球磨20小时～40小时。在其中一个实施例中，将所述混合粉料成型的步骤之前，还包括将所述混合粉料过60目筛～200目筛的步骤。上述氧化锆陶瓷的制备方法制备得到的氧化锆陶瓷。上述氧化锆陶瓷的制备方法中的上述钛酸盐本身的介电常数要比氧化锆高，而且高温下部分钛离子与锆离子置换后，生成的钛酸锆与对应锆酸盐的介电常数都比纯氧化锆的介电常数要高，而除上述钛酸盐外的其他钛酸盐则不具备这些优势，而通过使钛酸盐与所述氧化锆的质量比为0.01～0.25:1，能够使上述氧化锆陶瓷具有较高的介电常数；而烧结之后在进行热等静压处理能够使陶瓷更加致密化，可以进一步提高陶瓷的介电常数，进一步有利于提高了氧化锆陶瓷的介电常数。附图说明图1为一实施方式的氧化锆陶瓷的制备方法的流程图；图2为图1所示的氧化锆陶瓷的制备方法中的钛酸盐的制备方法的流程图。具体实施方式为了便于理解本专利技术，下面将参照相关附图对本专利技术进行更全面的描述。附图中给出了本专利技术的较佳的实施例。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。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。如图1所示，一实施方式的氧化锆陶瓷的制备方法，包括如下步骤:步骤S110：提供浆料，浆料包括钛酸盐与氧化锆。其中，氧化锆按照质量百分含量包括97％～99.5％的粒径为0.5微米～0.8微米的氧化锆粉体和0.5％～3％的粒径为20纳米～50纳米的氧化锆粉体。由于高温下，受到热等静压时会发生细晶强化，通过将使用97％～99.5％的粒径为0.5微米～0.8微米的氧化锆粉体和0.5％～3％的粒径为20纳米～50纳米的氧化锆粉体可以提高强度和介电性能。其中，钛酸盐的粒径为0.1微米～0.5微米。粉体粒径小于1微米的颗粒为超细粉，由于其粒径小，相应的，其比表面积大，可以使得材料的烧结致密化程度提高，使得材料的组成结构更为致密，而钛酸盐的粒径比大部分氧化锆粉粒径小会提高钛酸盐颗粒在氧化锆粉体中的分散性，可以更为均匀地分散在氧化锆粉体中，另一方面也能填充氧化锆粉体颗粒间的空隙，在烧结时，同样可以使得材料致密、均匀，从而提高材料的强度；在高温下，弥散的粒径为20纳米～50纳米的纳米级氧化锆超细粉体在热等静压处理受到外界的压力时，会分散到更多晶粒的内部，在发生塑性变形时使塑性变形较均匀，应力集中较小，使得晶粒更为致密，介电损耗降低，介电常数更高，强度更高；此外，晶粒越细，晶界面积越大，晶界越曲折，越不利于裂纹的扩展，提高了陶瓷的强度，因此，也会使得介电常数升高。其中，钛酸盐选自钛酸锆(ZrTiO4)、钛酸钙(CaTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)、钛酸铜钙(CaCu3Ti4O12)及钛酸锶钡(BaSrTiO3)中的至少一种。上述钛酸盐本身的介电常数要比氧化锆的高，而且高温下部分钛离子与锆离子置换后，生成的钛酸锆与相应的锆酸盐都比纯氧化锆的介电常数要高，而除上述钛酸盐外的其他钛酸盐则不具备这些优势；且上述钛酸盐中的金属离子本身具有颜色，可以直接改变陶瓷的颜色，而不需要再通过上漆或镀层来得到所需颜色的陶瓷外表。优选的，钛酸盐为钛酸锆，钛酸盐与氧化锆的质量比为0.10～0.25:1，能够使氧化锆陶瓷具有较佳的介电性能。优选的，钛酸盐为钛酸铜钙，钛酸盐与氧化锆的质量比为0.05～0.18:1，能够使氧化锆陶瓷具有较佳的介电性能。请一并参阅图2，上述钛酸盐可通过市面购买得到，也可通过如下制备步骤制备得到：步骤S210：按照钛酸盐的各元素的化学计量比将含有各元素的化合物加水混合，得到浆料。其中，各元素的化合物可以为各元素的氧化物、碳酸盐等。具体的，步骤S210中，按照钛酸盐的各元素的化学计量比将含有各元素的化合物加水混合的步骤为：将含有各元素的化合物与分散剂混合球磨，其中，球磨时的介质为水。其中，球磨时采用的装置为行星球磨机。球磨时的转速为300转/分钟，球磨时间为4小时。其中，分散剂为聚丙烯酸。步骤S220：将浆料干燥，得到混合粉料。其中，将浆料干燥的步骤具体为：将浆料在60℃～100℃下烘干。步骤S230：将混合粉料成型，并在1000℃～1500℃烧结，再经粉碎，得到钛酸盐。具体的，步骤S230中的粉碎步骤具体为：将烧结后得到的块状物粉碎成粉碎料，将粉碎料、水、分散剂于放入球磨机中，球磨粉碎10小时～60小时，然后在50℃～100℃下干燥10小时～30小时，得到粒径为0.1微米～0.5微米的钛酸盐，其中，球磨时，球料的质量比为4:1，且Φ7(表示直径为7毫米)的锆球、Φ5(表示直径为5毫米)的锆球和Φ(表示直径为2毫米)的锆球的质量比为2:5:3。其中，分散剂为聚丙烯酸；粉碎料、水、分散剂的质量比为60:100:2。其中，步骤S230将混合粉料先成型再烧结，有利于粉体充分接触，有利于各组本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供浆料，所述浆料包括钛酸盐与氧化锆，其中，所述钛酸盐与所述氧化锆的质量比为0.01～0.25:1，所述钛酸盐选自钛酸锆、钛酸钙、钛酸锶、钛酸铜钙及钛酸锶钡中的至少一种；将所述浆料成型，再依次经烧结和热等静压处理，得到氧化锆陶瓷。

【技术特征摘要】
1.一种氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供浆料，所述浆料包括钛酸盐与氧化锆，其中，所述钛酸盐与所述氧化锆的质量比为0.01～0.25:1，所述钛酸盐选自钛酸锆、钛酸钙、钛酸锶、钛酸铜钙及钛酸锶钡中的至少一种；将所述浆料成型，再依次经烧结和热等静压处理，得到氧化锆陶瓷。2.根据权利要求1所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述氧化锆按照质量百分含量包括97％～99.5％的粒径为0.5微米～0.8微米的氧化锆粉体和0.5％～3％的粒径为20纳米～50纳米的氧化锆粉体。3.根据权利要求1所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述钛酸盐的粒径为0.1微米～0.5微米。4.根据权利要求1所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述在所述烧结的步骤之后的热等静压处理的步骤中，压力为100MPa～120MPa，温度为1250℃～1600℃。5.根据权利要求1所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，所述钛酸盐为钛酸锆，所述钛酸盐与所述氧化锆...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦灵尧，向其军，谭毅成，林勇钊，黎景锋，陈强，
申请(专利权)人：深圳市商德先进陶瓷股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44