一种氧化锆结构陶瓷的制备方法是：氧化钇掺杂氧化锆陶瓷粉体与粘结剂混合，粘结剂占混合总重量的10%-25%，调配的混合物通过CIM注射成型、真空热压烧结，得到一种密度达6.05-6.1g/cm3，硬度达到1050-1400HV，导热系数达2.3-3W/(m.K)的氧化锆结构陶瓷。其中，氧化钇掺杂氧化锆陶瓷粉体制备是以氧氯化锆和硝酸钇为原料，以氢氧化钠为沉淀剂、柠檬酸铵为分散剂，通过化学共沉淀法，得到沉淀产物。该沉淀物经洗涤、干燥、预烧工序，制得氧化钇掺杂氧化锆陶瓷粉体。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及制备一种氧化钇掺杂氧化锆结构陶瓷，属于新材料中结构陶瓷领域。
技术介绍
氧化锆陶瓷具有熔点高、硬度高、韧性好、强度高、耐磨损等特点，现已广泛用于球磨介质、机械切屑刀具、餐饮刀具、微型电机轴承滚珠、光纤套筒、手表外壳、健身球等领域。然而，加工成本高、制备性能差是氧化锆结构陶瓷的两大难题，其中氧化锆结构陶瓷的高强度、高硬度、高耐磨性是其加工成本高的主要原因。采用添加稀土微量元素、注射成型、真空烧结处理，制备氧化锆结构陶瓷具有熔点高、硬度高、韧性好、耐磨损等特点，近年来得到了国内外企业的广泛关注。
技术实现思路
本专利技术为了解决氧化锆结构陶瓷生产成本高、制备性能差、工艺复杂、氧化锆结构陶瓷制品加工困难等问题，提出一种氧化锆结构陶瓷制备方法。本专利技术的具体步骤如下 (I)氧化钇掺杂氧化锆陶瓷粉体的制备 氧氯化锆和硝酸钇为原料，以氢氧化钠为沉淀剂、柠檬酸铵为分散剂，通过化学共沉淀法，得到沉淀产物。该沉淀物经洗涤、干燥、预烧工序，制得氧化钇掺杂氧化锆陶瓷粉体。氧氯化锆与硝酸钇配成溶液的浓度0. 1-1 mol/L、pH值8-10、温度40-90°C ;反应沉淀物采取低频率超声波振荡洗涤；制备的氧化锆陶瓷粉体中氧化钇占占粉体总重量的4%-8%。(2)注射成型工艺 采取CM注射成型工艺，使用的粘结剂组分的重量百分比为PW (40%-45%)、EVA(5%-10%),聚乙烯(5%-10%)、环氧树脂(40%-45%)、SA (1%_5%)。(3)真空烧结方法 采用真空热压烧结工艺，烧结过程真空度为7. 3 X 10_3Pa、烧结压力50 1250Mpa、烧结温度1100 1450°C，烧结时间4 6h。烧结得到的一种氧化锆结构陶瓷密度达6. lg/cm3,硬度达到1400HV，导热系数达到3W/(m. K)。具体实施例方式实施例一 将50g氧氯化锆(ZrOCl2 8H20)(含有百分含量为36. 06%的ZrO2 18. 03g)与16. 7ml0.2mol/L硝酸钇溶液(即Y2O3与ZrO2质量之比为4:96)混合，加入300ml去离子水，配制成0. 5mol/L溶液；再配制以NaOH为沉淀剂的溶液0. 5mol/L ;采用化学共沉淀法进行滴定制备钇锆陶瓷粉体。反应温度为50°C，反应液PH值为8. 5，I. 5g柠檬酸铵作为分散剂，控制反应物的滴定速度及搅拌速度。反应完成后，加入IOOOml去离子水搅拌2h，静置陈化24h，抽掉上清液，加入去离子水1000ml，洗涤、静置陈化，再抽掉上清液，此过程反复进行4次。取少量上清液滴加AgN03溶液，无白色沉淀生成表明洗涤彻底，对沉淀物进行抽滤，将所得沉淀置于90°C鼓风干燥箱进行干燥。沉淀粉料干燥后在800 900°C进行预烧，将得到的粉料进行醇洗、过滤以及干燥，便可得到分散良好的氧化钇掺杂氧化锆陶瓷粉体。将制备好的氧化钇掺杂氧化锆陶瓷粉体与成型粘结剂进行混合，粘结剂占混合总重量的15%，其中粘结剂各组分重量百分比为PW40%、EVA10%、聚乙烯8%、环氧树脂40%、SA2%。将混合均匀的混料装入注射成型机料仓进行成型。将成型好的陶瓷坯体进行真空热压烧结，采用7.3X10_3Pa真空度、50MPa烧结压力和1350°C烧结温度，真空热压烧结4h。烧结体密度可达到6. 05g/cm3，硬度达到1050HV，导热系数达到2. 3ff/(m. K)。 实施例二 将 50g ZrOCl2 AH2CK含有百分含量为 36. 06% 的 ZrO2 18. 03g)与 34. 7ml 0. 2mol/L 硝酸钇溶液(即Y2O3与ZrO2质量之比为8:92)混合，加入300ml去离子水，配制成0. 5mol/L溶液；再配制以NaOH为沉淀剂的溶液0. 5mol/L ;采用化学共沉淀法进行滴定制备钇锆陶瓷粉体。反应温度为50°C，PH值为8. 50，加入I. 5g柠檬酸铵(ZrO2质量的7%)作为分散剂，控制反应物的滴定速度。反应完成，加入IOOOml去离子水搅拌2h，静置陈化24h，抽掉上清液，加入去离子水1000ml，静置陈化，再抽掉上清液，此过程反复进行4次。再将反应产物进行低频率超声波振荡洗涤，再进行静置陈化。最后取少量上清液滴定AgNO3溶液，无白色沉淀生成即可，对沉淀进行抽滤，将所得沉淀置于90°C鼓风干燥箱进行干燥。粉料干燥后进行800 900°C预烧，将得到的粉料进行醇洗、过滤以及干燥，便可得到分散良好的氧化钇掺杂氧化锆陶瓷粉体。将制备好的氧化钇掺杂氧化锆陶瓷粉体与成型粘结剂进行混合，粘结剂占混合总量的15%，粘结剂各组分重量百分比为PW40%、EVA10%、聚乙烯8%、环氧树脂40%、SA (2%)。将混合均匀的混料装入注射成型机料仓进行成型。将成型好的陶瓷坯体进行真空热压烧结，采用7. 3X10_3Pa真空度、50MPa烧结压力和1350°C烧结温度，真空热压烧结4h。烧结体密度可达到6. 08g/cm3，硬度达到1150HV，导热系数达到2. 5ff/(m. K)。实施例三 将 50g ZrOCl2 8H20 (含有百分含量为 36. 06% 的 ZrO2 18. 03g)与 34. 7ml 0. 2mol/LY(NO3)溶液(即Y2O3与ZrO2质量之比为8:92)混合，加入300ml去离子水，配制成0. 5mol/L溶液；再配制以NaOH为沉淀剂的溶液0. 5mol/L ;采用化学共沉淀法进行滴定制备钇锆陶瓷粉体。控制反应温度为50°C，反应PH值为8. 50，并加入I. 5g柠檬酸铵(ZrO2质量的7%)作为分散剂，控制反应滴定速度。反应完成后，加入IOOOml去离子水搅拌2h，陈化24h，抽掉上清液，加入去离子水1000ml，陈化，再抽掉上清液，此过程反复进行4次。再进行低频率超声波振荡洗涤，再进行陈化。最后取少量上清液滴定AgNO3溶液，无白色沉淀生成即可，对沉淀进行抽滤，将所得沉淀置于90°C鼓风干燥箱进行干燥。粉料干燥后进行800 900°C预烧，将得到的粉料进行醇洗、过滤以及干燥，便可得到分散良好的氧化钇掺杂氧化锆陶瓷粉体。将制备好的粉体与成型粘结剂进行混合，粘结剂占混合总量的15%，其中粘结剂各组分为PW45%、EVA5%、聚乙烯5%、环氧树脂40%、SA5%。将混合均匀的混料装入注射成型机料仓进行成型。将成型好的陶瓷坯体进行真空热压烧结，采用7. 3X10_3Pa真空度、50MPa烧结压力和1350°C烧结温度，真空热压烧结4h。烧结体密度可达到6. 08g/cm3，硬度达到1200HV，导热系数达到2. 8ff/(m. K)。 实施例四 将 50g ZrOCl2 8H20 (含有百分含量为 36. 06% 的 ZrO2 18. 03g)与 34. 7ml 0. 2mol/LY(NO3)溶液(即Y2O3与ZrO2质量之比为8:92)混合，加入300ml去离子水，配制成0. 5mol/L溶液；再配制以NaOH为沉淀剂的溶液0. 5mol/L ;采用化学共沉淀法进行滴定制备钇锆陶瓷粉体。控制反应温度为50°C，反应PH值为8. 50，并加入I. 5g柠檬酸铵(ZrO2质量的7%)作为分散剂，控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种氧化锆结构陶瓷的制备方法，其特征在于氧化钇掺杂氧化锆陶瓷粉体与粘结剂混合，粘结剂占混合总重量的10%-25%，调配的混合物通过CM注射成型、真空热压烧结，得到一种密度达6. 05-6. lg/cm3，硬度达到1050_1400HV，导热系数达2. 3_3W/(m. K)的氧化锆结构陶瓷。2.根据权利要求I所述的一种氧化锆结构陶瓷的制备方法，所述氧化钇掺杂氧化锆陶瓷粉体制备工艺是氧氯化锆(ZrOCl2 · SH2O)和硝酸钇为原料，以氢氧化钠为沉淀剂、柠檬酸铵为分散剂，通过化学共沉淀法，得到沉淀产物；该沉淀物经洗涤、干燥、预烧工序，制得氧化钇掺杂氧化锆陶瓷粉体；其制备过程特征在于氧氯化锆与硝酸钇配成溶液的浓度O...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨斌，张骞，吴珊，李明茂，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：
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