氧化锆陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种氧化锆陶瓷及其制备方法，其中氧化锆陶瓷按照质量百分比计，包括：94％～96％氧化锆，2.5％～3.5％的稳定剂，0.5％～3.5％的添加剂，其中，所述稳定剂选自Y2O3和CeO2中的至少一种；所述添加剂选自Al2O3，TiO2或SiO2中的至少一种。本发明专利技术氧化锆陶瓷制成的手机和手表后壳，在实际使用过程中多次跌落不碎裂，能够满足使用要求。

【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产品领域，尤其涉及一种氧化锆陶瓷及其制备方法。
技术介绍
氧化锆陶瓷作为一种传统的结构陶瓷已经广泛应用于各个领域，其中氧化钇稳定的四方氧化锆陶瓷(Y-TZP)凭借其特有的相变增韧机制，力学性能最为优异，已经成功应用于全瓷牙、陶瓷刀具等领域。目前，随着消费品电子行业的不断发展以及智能穿戴的兴起，氧化锆陶瓷凭借其高强度、高硬度、高耐磨，以及与常用金属和塑料迥然不同的手感，逐渐获得了越多越多的关注。智能手机、智能手表的外壳和后盖正在向轻量、薄壁发展，氧化锆陶瓷如果要在这些方面得到应用，必须克服脆性大、易碎裂的问题。目前，市售的普通3Y-TZP粉体制成的氧化锆陶瓷强度可达1000MPa以上，断裂韧性高于5MPa·m1/2，显微维式硬度大于12GPa，能够满足大部分条件下的使用，但无法满足手机或手表外壳的要求，在实际使用过程中会发生跌落碎裂等不良情况。因此，有必要提供一种新的氧化锆陶瓷的制备方法以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种可分段组装、组装效率高且具有防水功能的氧化锆陶瓷及其制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种氧化锆陶瓷，按照质量百分比计，包括：94％～96％氧化锆，2.5％～3.5％的稳定剂，0.5％～3.5％的添加剂，其中，所述稳定剂选自Y2O3和CeO2中的至少一种；所述添加剂选自Al2O3，TiO2或SiO2中的至少一种。优选的，所述添加剂的含量为0.5％～2％。为解决上述技术问题，本专利技术还提供了一种氧化锆陶瓷的制备方法，包括如下步骤：提供粉料：所述粉料，按质量百分比计，包括：94％～96％氧化锆，2.5％～3.5％的稳定剂，0.5％～3.5％的添加剂，其中，所述稳定剂选自Y2O3和CeO2中的至少一种；所述添加剂选自Al2O3，TiO2或SiO2中的至少一种；配制浆料：向所述粉料中加入溶剂、粘接剂、增塑剂和分散剂制备陶瓷浆料；流延成型：将上述陶瓷浆料流延形成陶瓷膜片；叠层：将流延成型的陶瓷膜片叠层形成预定厚度的陶瓷坯体；脱脂：将所述陶瓷坯体置于高温环境中脱去有机物；烧结：将经过脱脂的陶瓷坯体在高温下烧结并保温得到陶瓷烧结体。优选的，所述添加剂的含量为0.5～2％。优选的，所述粉料的粉体粒度为0.05～0.8μm，比表面积为5～15m2/g。优选的，所述流延成型的陶瓷膜片厚度为30～300μm。优选的，所述脱脂为：将所述陶瓷坯体置于排胶炉中在400℃～700℃的环境下进行脱脂。优选的，所述烧结为在1200℃～1400℃环境中保温1～3h。相较于现有技术，本专利技术的氧化锆陶瓷采用特定的粉料，包括特定成分和比例的稳定剂和添加剂，可以有效降低烧结温度，烧结后得到的氧化锆陶瓷强度大于1200MPa，断裂韧性在12MPa·m1/2以上，显微维式硬度大于12GPa。本专利技术氧化锆陶瓷制成的手机和手表后壳，在实际使用过程中多次跌落不碎裂，能够满足使用要求。附图说明图1为本专利技术氧化锆陶瓷的制备方法的示意图。具体实施方式下面将结合附图和实施方式对本专利技术作进一步说明。参照附图1，本专利技术提供一种氧化锆陶瓷及其制备方法，该氧化锆陶瓷的制备方法采用为Y-TZP(氧化钇稳定的四方氧化锆多晶陶瓷材料)的制备方法，使得制备的氧化锆陶瓷其具备强度高，韧性强，硬度大的特点，可以满足多次跌落不破裂。具体方法包括如下步骤：步骤S1，提供粉料：粉料中包括94％～96％氧化锆粉体、2.5％～3.5％的稳定剂和0.5％～3.5％的添加剂，优选地，添加剂的含量为0.5％～2％；其中稳定剂由Y2O3和CeO2中的一种或两种组成，并进一步在氧化锆粉体和稳定剂中加入Al2O3，TiO2，SiO2中的一种或几种作为添加剂。这是为了降低氧化锆粉体的烧结温度，具体在本实施方式中，可以从1500℃降至1200℃～1400℃。进一步的，控制粉料颗粒的粉体粒度为0.05～0.8μm，比表面积为5～15m2/g，这样，可以保证烧结后形成的氧化锆陶瓷的强度、硬度和韧性。步骤S2，配制浆料：向粉料中加入溶剂、粘接剂、增塑剂和分散剂制备陶瓷浆料；具体在本实施方式中，粘接剂采用聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)，增塑剂为邻苯二甲酸丁基苄酯(BBP)，分散剂为鲱鱼油。步骤S3，流延成型：将上述陶瓷浆料除泡后流延成厚度为30～300μm厚的陶瓷膜片；步骤S4，叠层：将流延成型的陶瓷膜片叠层形成一定厚度的陶瓷坯体；步骤S5，脱脂：将陶瓷坯体置于排胶炉中在400℃～700℃环境中脱去有机物；步骤S6，烧结：将经过脱脂的陶瓷坯体在1200℃～1400℃环境中保温1～3h得到氧化锆陶瓷。实施例一本实施方式的制备方法，包括如下步骤：步骤S1，提供颗粒的粉体粒度为0.05μm，比表面积为15m2/g的粉料。步骤S2，配制浆料：向粉料中加入溶剂、聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)、邻苯二甲酸丁基苄酯(BBP)和鲱鱼油制备陶瓷浆料；步骤S3，流延成型：将上述陶瓷浆料除泡后流延成厚度为30μm厚的陶瓷膜片；步骤S4，叠层：将流延成型的陶瓷膜片叠层形成陶瓷坯体；步骤S5，脱脂：将陶瓷坯体置于排胶炉中在400℃环境中脱去有机物；步骤S6，烧结：将经过脱脂的陶瓷坯体在1200℃环境中保温1h得到氧化锆陶瓷。由上述方法制得的该氧化锆陶瓷的组分，按质量百分比计，包括：96％的氧化锆，3.5％的Y2O3，0.5％的Al2O3。实施例二本实施方式的制备方法，包括如下步骤：步骤S1，提供颗粒的粉体粒度为0.8μm，比表面积为5m2/g的粉料。步骤S2，配制浆料：向粉料中加入溶剂、聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)、邻苯二甲酸丁基苄酯(BBP)和鲱鱼油制备陶瓷浆料；步骤S3，流延成型：将上述陶瓷浆料除泡后流延成厚度为200μm厚的陶瓷膜片；步骤S4，叠层：将流延成型的陶瓷膜片叠层形成陶瓷坯体；步骤S5，脱脂：将陶瓷坯体置于排胶炉中在700℃环境中脱去有机物；步骤S6，烧结：将经过脱脂的陶瓷坯体在1300℃环境中保温2h得到氧化锆陶瓷。由上述方法制得的该氧化锆陶瓷的组分，按质量百分比计，包括：94％的氧化锆，3.5％的CeO2，2.0％的Al2O3和0.5％的TiO2。实施例三本实施方式的制备方法，包括如下步骤：步骤S1，提供颗粒的粉体粒度为0.1μm，比表面积为10m2/g的粉料。步骤S2，配制浆料：向粉料中加入溶剂、聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)、邻苯二甲酸丁基苄酯(BBP)和鲱鱼油制备陶瓷浆料；步骤S3，流延成型：将上述陶瓷浆料除泡后流延成厚度为100μm厚的陶瓷膜片；步骤S4，叠层：将流延成型的陶瓷膜片叠层形成陶瓷坯体；步骤S5，脱脂：将陶瓷坯体置于排胶炉中在550℃环境中脱去有机物；步骤S6，烧结：将经过脱脂的陶瓷坯体在1300℃环境中保温1h得到氧化锆陶瓷。采用上述方法制备的氧化锆陶瓷，按照质量百分比计，包括：95％的氧化锆，2.5％的CeO2，0.5％的Y2O3，0.5％的TiO2和1.5％的SiO2。实施例四本实施方式的制备方法，包括如下步骤：步骤S1，提供颗粒的粉体粒度为0.4μm，比表面积为8m2/g的粉料。步骤S2，配制浆料：向粉料中加入溶剂、聚乙烯醇缩丁醛树脂(PVB)、邻苯二甲酸丁基苄酯(BBP)和鲱鱼油制备陶瓷浆料；步骤本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧化锆陶瓷，其特征在于，按照质量百分比计，包括：94％～96％氧化锆，2.5％～3.5％的稳定剂，0.5％～3.5％的添加剂，其中，所述稳定剂选自Y2O3和CeO2中的至少一种；所述添加剂选自Al2O3，TiO2或SiO2中的至少一种。

【技术特征摘要】
1.一种氧化锆陶瓷，其特征在于，按照质量百分比计，包括：94％～96％氧化锆，2.5％～3.5％的稳定剂，0.5％～3.5％的添加剂，其中，所述稳定剂选自Y2O3和CeO2中的至少一种；所述添加剂选自Al2O3，TiO2或SiO2中的至少一种。2.根据权利要求1所述的氧化锆陶瓷，其特征在于，所述添加剂的含量为0.5％～2％。3.一种氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：提供粉料：所述粉料，按质量百分比计，包括：94％～96％氧化锆，2.5％～3.5％的稳定剂，0.5％～3.5％的添加剂，其中，所述稳定剂选自Y2O3和CeO2中的至少一种；所述添加剂选自Al2O3，TiO2或SiO2中的至少一种；配制浆料：向所述粉料中加入溶剂、粘接剂、增塑剂和分散剂制备陶瓷浆料；流延成型：将上述陶瓷浆料流延形成陶瓷膜片；叠...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈吉，
申请(专利权)人：瑞声科技新加坡有限公司，
类型：发明
国别省市：新加坡,SG