一种亚毫米级氧化锆陶瓷球及其制备方法技术

本发明专利技术提供了一种亚毫米级氧化锆陶瓷球及其制备方法，属于研磨介质技术领域。本发明专利技术将氧化锆和氧化钇粉体优先分别与阴离子分散剂和阳离子分散剂混合，提高了氧化钇和氧化锆表面活性，有利于后续混合时的结合；然后将氧化锆浆料和氧化钇浆料采用固相包覆混合，粒径小的Y

A submillimeter zirconia ceramic ball and its preparation method

The invention provides a submillimeter zirconia ceramic ball and a preparation method thereof, belonging to the technical field of grinding medium. The invention preferentially mixes zirconia and yttria powder with anionic dispersant and cationic dispersant respectively, improves the surface activity of yttria and zirconia, and is conducive to the combination in the subsequent mixing; then, the zirconia slurry and yttria slurry are mixed by solid-phase coating, with small particle size of Y

【技术实现步骤摘要】
一种亚毫米级氧化锆陶瓷球及其制备方法
本专利技术涉及研磨介质
，尤其涉及一种亚毫米级氧化锆陶瓷球及其制备方法。
技术介绍
氧化锆陶瓷研磨介质具有高强度、高韧性、磨耗低、耐腐蚀等特性，在研磨性能上相比其他陶瓷研磨体有很大优势，因此广泛应用于电子、涂料、陶瓷、矿业等需要超细研磨的行业。传统的等静压成型方法由于模具的限制，难以生产小粒径的瓷球。滚动成型方法是现有技术中可以生产小粒径陶瓷球的一种有效方法，现已广泛应用于氧化铝、氧化锆陶瓷球的生产。滚动成型方法常用于毫米级氧化锆陶瓷球生产，理论上可以生产粒径0.5～50mm的球坯，但传统的滚制方法在制备直径小于1mm的球坯时存在圆度不佳、致密性差、难以成型的困难，因此市场上用传统滚动法生产的陶瓷球直径大多在3～10mm。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种亚毫米级氧化锆陶瓷球及其制备方法。本专利技术提供的制备方法得到了球形度好、致密性好的亚毫米级氧化锆陶瓷球。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种亚毫米级氧化锆陶瓷球的制备方法，包括以下步骤：将ZrO2和阴离子分散剂混合，得到氧化锆浆料；将Y2O3与阳离子分散剂混合，得到氧化钇浆料；将所述氧化锆浆料和氧化钇浆料混合后，经喷雾干燥，得到3YSZ粉体；所述ZrO2和Y2O3的粒径比为16：1；将所述3YSZ粉体与粘合剂混合并滚动成型，得到微珠种球；采用边施压边滚动的方法，将所述微珠种球制成微球生坯；将所述微球生坯经烘干、烧成和抛光，得到所述亚毫米级氧化锆陶瓷球。优选地，所述ZrO2和Y2O3的质量比为1：4～20。优选地，所述ZrO2的粒径为500～800nm。优选地，所述阴离子分散剂为分散剂CE64，所述阴离子分散剂CE64与ZrO2的质量比为0.003～0.005：1；所述阳离子分散剂为十六烷基三甲基溴化铵，所述十六烷基三甲基溴化铵与Y2O3的质量比为0.003～0.005：1。优选地，所述将所述3YSZ粉体与粘合剂混合并滚动成型，得到微珠种球的具体过程包括以下步骤：将所述3YSZ粉体与粘合剂混合，得到湿料；将所述湿料过筛，所得筛下物进行滚动成型，待所述筛下物初成型时，在所得筛下物初成型体上继续添加粘合剂，继续滚动成型，得到所述微珠种球；所述微珠种球的粒径为0.1～0.3mm。优选地，采用边施压边滚动的方法，所述将所述微珠种球制成微球生坯的具体过程包括以下步骤：将所述微珠种球置于糖衣机中，多次喷洒3YSZ粉体和粘合剂，每次喷洒粘合剂和3YSZ粉体后，对所述微珠种球施加压力并搅动，循环操作1～3h，得到生坯；当所述生坯滚动至规定尺寸后，对所述生坯进行自转抛光，得到所述微球生坯。优选地，所述烧成的工序为：以升温速率150℃/h，由室温升温至600℃；再以100℃/h的升温速率由600℃升温至1200℃，在1200℃保温1～2h；以120℃/h的升温速率由1200℃升温至1550℃，并在1550℃保温2～3h，然后随炉冷却。优选地，所述微球生坯经烘干之后，还包括预烧结，所述预烧结的工序包括以下步骤：以150℃/h升温速率从常温升至200℃，然后以60℃/h的升温速度由200℃升至550℃，保温3h，再以120℃/h的升温速度升至900℃，保温3h，随炉冷却。优选地，所述抛光的工序包括以下步骤：将所得烧成产物与水混合，自磨抛光2～3h，烘干后，得到所述亚毫米级氧化锆陶瓷球。本专利技术还提供了上述技术方案所述的制备方法得到的亚毫米级氧化锆陶瓷球，所述亚毫米级氧化锆陶瓷球的粒径为0.4～0.5mm，体积密度为5.87～5.94g/cm3，磨耗为0.01087～0.01533g/(kg·h)。本专利技术提供了一种亚毫米级氧化锆陶瓷球的制备方法，包括以下步骤：将ZrO2和阴离子分散剂混合，得到氧化锆浆料；将Y2O3与阳离子分散剂混合，得到氧化钇浆料；将所述氧化锆浆料和氧化钇浆料混合后，经喷雾干燥，得到3YSZ粉体；所述ZrO2和Y2O3的粒径比为16：1；将所述3YSZ粉体与粘合剂混合并滚动成型，得到微珠种球；采用边施压边滚动的方法，将所述微珠种球制成微球生坯；将所述微球生坯经烘干、烧成和抛光，得到所述亚毫米级氧化锆陶瓷球。本专利技术将氧化锆和氧化钇优先分别与阴离子分散剂和阳离子分散剂混合，提高了氧化钇和氧化锆表面活性，有利于后续混合时的结合；然后将氧化锆浆料和氧化钇浆料采用固相包覆混合，粒径小的Y2O3能在粒径大的ZrO2颗粒表面包覆均匀，经喷雾干燥后得到的3YSZ粉体稳定性更好且粒度小，具备更好的烧结性能，保证了后续亚毫米级氧化锆陶瓷球的球形度、致密性。相较于传统的滚动成型技术，本专利技术采用边施压边滚动的方法，将所述微珠种球制成微球生坯，使制得的微球生坯生坯圆度更好且更加致密。从实施例可以看出：本专利技术提供的亚毫米级氧化锆陶瓷球的粒径为0.4～0.5mm，体积密度为5.87～5.94g/cm3，磨耗为0.01087～0.01533g/(kg·h)。进一步地，本专利技术的制备方法工艺简单、效率高，1～3h即可完成一批微珠的成型，可以大规模生产亚毫米级陶瓷微珠。本专利技术还提供了上述技术方案所述的亚毫米级氧化锆陶瓷球，本专利技术提供的亚毫米级氧化锆陶瓷球具有优异的球形度、致密度、较低的磨耗。附图说明图1为实施例1所得亚毫米级氧化锆陶瓷球的外观照片；图2为实施例2所得亚毫米级氧化锆陶瓷球的外观照片。具体实施方式本专利技术提供了一种亚毫米级氧化锆陶瓷球的制备方法，包括以下步骤：将ZrO2和阴离子分散剂混合，得到氧化锆浆料；将Y2O3与阳离子分散剂混合，得到氧化钇浆料；将所述氧化锆浆料和氧化钇浆料混合后，经喷雾干燥，得到3YSZ粉体；所述ZrO2和Y2O3的粒径比为16：1；将所述3YSZ粉体与粘合剂混合并滚动成型，得到微珠种球；采用边施压边滚动的方法，将所述微珠种球制成微球生坯；将所述微球生坯经烘干、烧成和抛光，得到所述亚毫米级氧化锆陶瓷球。本专利技术将ZrO2和阴离子分散剂混合，得到氧化锆浆料；将Y2O3与阳离子分散剂混合，得到氧化钇浆料；将所述氧化锆浆料和氧化钇浆料混合后，经喷雾干燥，得到3YSZ粉体；所述ZrO2和Y2O3的粒径比为16：1。在本专利技术中，所述ZrO2的粒径优选为500～800nm，进一步优选为800nm；所述ZrO2和Y2O3的粒径比为16：1。在本专利技术中，所述ZrO2和Y2O3的质量比优选为1：4～20，进一步优选为1：20。在本专利技术中，所述阴离子分散剂优选为分散剂CE64，所述阴离子分散剂CE64与ZrO2的质量比为0.003～0.005:1，进一步优选为0.004：1。在本专利技术中，所述阳离子分散剂优选十六烷基三甲基溴化铵，所述十六烷基三甲基溴化铵与Y2O3的质量比优选为0.003～0.005：1，进一步优选为0.004：1。<本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种亚毫米级氧化锆陶瓷球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n将ZrO

【技术特征摘要】
1.一种亚毫米级氧化锆陶瓷球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将ZrO2和阴离子分散剂混合，得到氧化锆浆料；将Y2O3与阳离子分散剂混合，得到氧化钇浆料；将所述氧化锆浆料和氧化钇浆料混合后，经喷雾干燥，得到3YSZ粉体；所述ZrO2和Y2O3的粒径比为16：1；
将所述3YSZ粉体与粘合剂混合并滚动成型，得到微珠种球；
采用边施压边滚动的方法，将所述微珠种球制成微球生坯；
将所述微球生坯依次经烘干、烧成和抛光，得到所述亚毫米级氧化锆陶瓷球。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述ZrO2和Y2O3的质量比为1：4～20。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述ZrO2的粒径为500～800nm。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述阴离子分散剂为分散剂CE64，所述阴离子分散剂CE64与ZrO2的质量比为0.003～0.005：1；所述阳离子分散剂为十六烷基三甲基溴化铵，所述十六烷基三甲基溴化铵与Y2O3的质量比为0.003～0.005：1。


5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述将所述3YSZ粉体与粘合剂混合并滚动成型，得到微珠种球的具体过程包括以下步骤：
将所述3YSZ粉体与粘合剂混合，得到湿料；
将所述湿料过筛，所得筛下物进行滚动成型，待所述筛下物初成型时，在所得筛下物初成型体上继续添加粘合剂，继续滚动成型，得到所述微珠种球；所述微珠种球的粒径为0.1～0.3mm。


6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：包金小，吉依民，海文智，阮飞，谢敏，周芬，郜健全，刘国奇，宋希文，安胜利，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：内蒙;15