一种ZrO制造技术

本发明专利技术提供一种ZrO

【技术实现步骤摘要】
一种ZrO2基导电陶瓷及其制备方法
本专利技术涉及导电陶瓷材料的制备
，具体涉及一种ZrO2基导电陶瓷及其制备方法。
技术介绍
导电陶瓷属于新型功能特种陶瓷，它是一类基础性材料。它既具有陶瓷的各种性质，如抗氧化、耐高温、耐腐蚀、低成本、机械性能好等特点，又具有金属态的导电特性。其电阻率可以在较大范围内调整，因此在许多特殊环境与场合得到应用，是其它材料所不能比拟的。导电陶瓷在一定条件下能够产生电子(空穴)、离子(空位)等，而在电场的作用下，能发生电荷定向运动(具有导体电阻率)。导电陶瓷具有导电性好、化学性能稳定、抗腐蚀、耐高温等特点，因此导电陶瓷的研究日益得到重视，应用也越来越广泛。导电陶瓷应用于电子基板时，不仅需要材料具有导电性，还要求材料具有一定的强度、硬度。目前，应用较多的有SiC、Si3N4、BN基导电陶瓷，这类陶瓷常压烧结很难烧结致密，通常使用热压烧结，烧结温度高，一般在1900℃左右，烧结成本高，能耗大。因此，有必要提供一种ZrO2基导电陶瓷及其制备方法以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术的目的之一是提供一种ZrO2基导电陶瓷的制备方法，该制备方法采用ZrO2基的导电陶瓷，能够降低烧结温度、从而降低烧结成本，减少能耗，且制备的导电陶瓷烧结致密、生产效率高、可进行大批量生产。本专利技术的目的之二是提供一种采用上述ZrO2基导电陶瓷的制备方法制备的ZrO2基导电陶瓷。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种ZrO2基导电陶瓷的制备方法，其步骤包括：<br>(1)将Y2O3稳定ZrO2粉、导电材料、烧结助剂、粘结剂、分散剂、增塑剂和水加入球磨罐中进行球磨，制得浆料；(2)将步骤(1)制得的浆料进行喷雾造粒，得到粉料A；(3)对步骤(2)制得的粉料A进行过筛，得到粉料B；(4)对步骤(3)制得的粉料B进行干压成型，得到成型坯体；(5)对步骤(4)制得的成型坯体在还原气氛下进行排胶、烧结，烧结温度为1450℃～1650℃，制得ZrO2基导电陶瓷。与现有技术相比，本专利技术提供的ZrO2基导电陶瓷的制备方法中，采用ZrO2基体制备导电陶瓷，通过在Y2O3稳定ZrO2粉中引入导电材料使得ZrO2陶瓷具有导电性能，同时烧结助剂在高温下熔融生成液相促进烧结，填充气孔提高致密性和力学性能，粘结剂、分散剂、增塑剂的加入能提高喷雾造粒浆料的稳定性。尤其是经过喷雾造粒、过筛和干压成型后还原气氛下进行烧结，实现在常压1450℃-1650℃范围内导电陶瓷就可以烧结致密，能够降低烧结温度，有效地降低成本、减少能耗及实现大批量生产。较佳者，按重量份数计，制备浆料的原料包括：65～85份的Y2O3稳定ZrO2粉、10～60份的导电材料、3～8份的烧结助剂、0.5～1份的增塑剂、1～1.5份的分散剂、1～2份的粘结剂和80～120份的水。具体地，Y2O3稳定ZrO2粉的用量可以为65份、70份、80份、85份；导电材料的用量可以为10份、20份、30份、40份、50份、60份；烧结助剂的用量可以为3份、4份、5份、6份、7份、8份；增塑剂的用量可以为0.5份、0.6份、0.7份、0.8份、0.9份、1份；分散剂的用量可以为1份、1.1份、1.2份、1.3份、1.4份、1.5份；粘结剂的用量可以为1份、1.2份、1.4份、1.6份、1.8份、2份；水的用量可以为80份、90份、100份、110份、120份。较佳者，所述导电材料选自TiC、TiN、TiB2中的至少一种。较佳者，所述烧结助剂选自Si粉、Co粉、Al粉中的至少一种。较佳者，所述粘结剂选自聚乙烯醇。较佳者，所述增塑剂选自聚乙二醇。较佳者，所述分散剂选自聚丙烯酸铵。较佳者，步骤(2)中，将浆料于喷雾干燥机中进行喷雾造粒，进口温度为250～300℃，出口温度为110～140℃，进料频率为18-22HZ，雾化频率为18-24HZ。较佳者，步骤(3)中，将粉料A过80目筛网，取筛网下的粉料过240目筛网，取筛网上的粉料，得到80目～240目的粉料B，去除粗粉和细粉，以提高ZrO2基导电陶瓷的致密度。较佳者，步骤(5)中，将成型坯体在H2还原气氛下进行排胶、烧结，还原气氛组成为H2：N2＝2:8。较佳者，排胶是将成型坯体放入排胶炉中在还原气氛条件下进行排胶，排胶温度为700℃。相应地，本申请还提供一种ZrO2基导电陶瓷，采用上述的ZrO2基导电陶瓷的制备方法制得。本申请制得的ZrO2基导电陶瓷能够满足电性能要求，且具有高强度，高硬度。具体地，本申请制得的ZrO2基导电陶瓷的致密度可达98％，3点弯曲强度达450-700MPa范围，维氏硬度1000-1300HV范围，电阻1Ω以下。具体实施方式下面通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案，但不构成对本专利技术的任何限制。实施例1一种ZrO2基导电陶瓷的制备方法，其步骤包括：(1)将65份的Y2O3稳定ZrO2粉、40份的TiN、5份的Si粉、0.5份的聚乙二醇、1份的聚丙烯酸铵、1份的聚乙烯醇和100份的水加入球磨罐中进行球磨，ZrO2球作为球磨介质，球磨6h，制得浆料；(2)将浆料于喷雾干燥机中进行喷雾造粒，进口温度为250℃，出口温度为140℃，进料频率为18HZ，雾化频率为24HZ，得到粉料A；(3)将粉料A过80目筛网，取筛网下的粉料过240目筛网，取筛网上的粉料，得到80目～240目的粉料B；(4)对步骤(3)制得的粉料B于500Mpa的条件下进行干压成型，得到成型坯体；(5)对步骤(4)制得的成型坯体在H2还原气氛下进行排胶、烧结，还原气氛组成为H2：N2＝2:8，烧结温度为1500℃，保温2h，制得ZrO2基导电陶瓷。实施例2一种ZrO2基导电陶瓷的制备方法，其步骤包括：(1)将70份的Y2O3稳定ZrO2粉、30份的TiC、4份的Co粉、2份的聚乙二醇、1.5份的聚丙烯酸铵、0.8份的聚乙烯醇和120份的水加入球磨罐中进行球磨，ZrO2球作为球磨介质，球磨8h，制得浆料；(2)将浆料于喷雾干燥机中进行喷雾造粒，进口温度为280℃，出口温度为120℃，进料频率为20HZ，雾化频率为22HZ，得到粉料A；(3)将粉料A过80目筛网，取筛网下的粉料过240目筛网，取筛网上的粉料，得到80目～240目的粉料B；(4)对步骤(3)制得的粉料B于500Mpa的条件下进行干压成型，得到成型坯体；(5)对步骤(4)制得的成型坯体在H2还原气氛下进行排胶、烧结，还原气氛组成为H2：N2＝2:8，烧结温度为1600℃，保温2h，制得ZrO2基导电陶瓷。实施例3一种ZrO2基导电陶瓷的制备方法，其步骤包括：(1)将80份的Y2O3稳定ZrO2粉、10份的TiN、30份的TiB2、20份的TiC、8份的Al粉、1.6份的聚乙二醇、1.本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种ZrO

【技术特征摘要】
1.一种ZrO2基导电陶瓷的制备方法，其特征在于，其步骤包括：
(1)将Y2O3稳定ZrO2粉、导电材料、烧结助剂、粘结剂、分散剂、增塑剂和水加入球磨罐中进行球磨，制得浆料；
(2)将步骤(1)制得的所述浆料进行喷雾造粒，得到粉料A；
(3)对步骤(2)制得的所述粉料A进行过筛，得到粉料B；
(4)对步骤(3)制得的所述粉料B进行干压成型，得到成型坯体；
(5)对步骤(4)制得的所述成型坯体在还原气氛下进行排胶、烧结，烧结温度为1450℃～1650℃，制得ZrO2基导电陶瓷。


2.如权利要求1所述的ZrO2基导电陶瓷的制备方法，其特征在于，按重量份数计，制备所述浆料的原料包括：65～85份的所述Y2O3稳定ZrO2粉、10～60份的所述导电材料、3～8份的所述烧结助剂、0.5～1份的所述增塑剂、1～1.5份的所述分散剂、1～2份的所述粘结剂和80～120份的所述水。


3.如权利要求1所述的ZrO2基导电陶瓷的制备方法，其特征在于，所述导电材料选自TiC、TiN、TiB2中的至少一种。


4.如权利要求1所述的ZrO2基导电陶瓷的制备方法，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：纪文义，刘锋，罗建周，张富，唐丽，
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