一种复合稳定微晶氧化锆陶瓷混合粉体及其制作工艺方法，以工业级氧化锆粉为主料，并掺入适量的氧化铈（CeO），氧化钇（Y2O3），氧化铝和碳酸钙（CaCO3）作为稳定剂，且各组分按照下述重量百分比进行配制：氧化铈（CeO）10％—12%，氧化钇（Y2O3）1%—2％，氧化铝（AL2O3）3%-8％，碳酸钙（CaCO3）1%—2％，其余为工业级氧化锆粉；将上述粉料按照配比进行组配，经物理混料、超细、煅烧、分散、造粒制成复合稳定微晶氧化锆陶瓷混合粉体。采用多种稳定剂对氧化锆实现复合稳定，复合稳定的氧化锆陶瓷通常具有更优良的物理化学性能。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种非金属材料的配方及其制作工艺，尤其是指一种微晶氧化锆陶瓷制作配方及制作工艺，属于新材料
技术介绍
氧化锆陶瓷是近几十年兴起的一种新型陶瓷，由于氧化锆陶瓷具有高韧性、高抗弯强度和高耐磨性，优异的隔热性能，热膨胀系数接近于钢等优点，因此被广泛应用于结构陶瓷领域。主要有Y-TZP磨球、分散和研磨介质、喷嘴、球阀阀芯及球座、氧化锆模具、微型风扇轴心、光纤插针、光纤套筒、拉丝模和切割工具、耐磨刀具、表壳及表带、高尔夫球的轻型击球棒及其它室温耐磨零器件等。此外，因氧化锆陶瓷具有优异的耐高温性能，因此也被常用来制作感应加热管、耐火材料、发热元件；氧化锆陶瓷具有敏感的电性能参数，因此还 被应用于氧传感器、固体氧化物燃料电池(SolidO XideFu elCe 11，SO FC)和高温发热体等领域。另外，氧化锆在热障涂层、催化剂载体、医疗、保健、耐火材料、纺织等领域正得到广泛应用。虽说氧化锆陶瓷在许多方面具有很好性能，但氧化锆陶瓷的生产要求制备高纯、分散性能好、粒子超细、粒度分布窄的粉体。氧化锆超细粉末的制备方法很多，氧化锆的提纯主要有氯化和热分解法、碱金属氧化分解法、石灰熔融法、等离子弧法、沉淀法、胶体法、水解法、喷雾热解法等。粉体加工方法有共沉淀法、溶胶一凝胶法、蒸发法、超临界合成法、微乳液法、水热合成法网及气相沉积法等。氧化锆陶瓷的生产要求制备高纯、分散性能好、粒子超细、粒度分布窄的粉体。纯净的氧化锆是白色固体，含有杂质时会显现灰色或淡黄色，添加显色剂还可显示各种其它颜色。纯氧化锆的分子量为123. 22，理论密度是5. 89g/cm3，熔点为2715°C。通常含有少量的氧化铪，难以分离，但是对氧化锆的性能没有明显的影响。氧化锆有三种晶体形态单斜、四方、立方晶相。常温下氧化锆只以单斜相出现，加热到1100°C左右转变为四方相，加热到更高温度会转化为立方相。由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的体积变化，冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化，容易造成产品的开裂，限制了纯氧化锆在高温领域的应用。但是添加稳定剂以后，四方相可以在常温下稳定，因此在加热以后不会发生体积的突变，大大拓展了氧化锆的应用范围。迄今为止，氧化锆陶瓷粉体的沉淀法生产中，采用的都是采用部分稳定化学共沉淀法，其基本原理是将氧氯化锆与单一的稳定剂(如氧化铈、氧化钇、氧化镁、氧化钙等)溶于一定浓度的酸性液体再经还原沉淀萃取、煅烧、获得高纯均匀的部分稳定氧化锆混合粉体，然后经造粒制作成部分稳定氧化锆陶瓷使用粉体。其优点是纯度高、稳定剂混合均匀，原始粒度细。缺点是生产过程中采用大量的酸碱溶剂，对环境污染较大，采用单一稳定剂制作陶瓷材料的晶相过渡规则，抗疲劳强度较差，且生产成本较高，烧结温度范围窄，通常只有±20°C，烧制成品率低，生产工艺复杂不易控制，因此极大地限制了其生产和应用。通过国内专利文献检索，只发现有如下一些氧化锆混合粉体生产制作方法的文献报道，主要与本专利技术有关的有以下一些 I、专利申请号为CN03132121. 6，专利技术名称为“高玻璃相含量微晶氧化锆陶瓷材料”的专利技术专利，该专利公开了一种高玻璃相含量微晶氧化锆陶瓷材料，属于氧化物陶瓷材料领域。它包括烧结助剂选择，特点是(I)原料共沉淀制备的超细氧化锆陶瓷粉体，其一次粒径为2(T40nm ； (2)稳定剂；Y203，其加入量为I. 8^4mol% ； (3)烧结助剂Mg0-A1203_Si02系统的玻璃相为主成份，其加入量为l(T30wt% ； (4)烧结温度110(Γ1300 ，时间O. 5小时。2、专利申请号为CN200580034769. 4，专利技术名称为“氧化锆陶瓷”的专利技术专利，该专利公开了一种描述了用于固结以形成氧化锆陶瓷的可烧结生坯的多组分粉末。该多组分粉末包括至少80体积％纳米尺寸氧化锆颗粒和至多20体积％的稳定剂，该稳定剂可在纳米尺寸氧化锆颗粒周围形成包覆层并且其可选为微粒形式。还描述了通过在液体中悬浮粉末形成的多组分浆料，以及由该浆料或该粉末形成的生坯。也描述了通过烧结该生坯形成的氧化锆陶瓷。·3、专利申请号为CN200910188008. 4，专利技术名称为“一种超细氧化锆粉体的制备方法”的专利技术专利，该专利公开了一种超细氧化锆粉体的制备方法，其中沉淀剂选用季铵碱，并采用特殊沉淀法相结合制备超细氧化锆粉体。特殊沉淀法即将两种溶液在快速搅拌的情况下同时加入反应釜中，迅速反应成核，不经过陈化，直接水洗，从而达到控制核长大的目的。季铵碱既是碱性物质可以从锆盐溶液中析出含水氧化锆(氢氧化锆凝胶)，也是表面改性剂可以改变界面张力从而达到分散的效果，省去了分散剂的添加，节约成本，同时在需要的情况下还可以通过控制添加含钇的化合物的量来制备四方相和立方相的氧化锆粉体。3、专利申请号为CN200610024361. 5，专利技术名称为“氧化镱和氧化钇共稳定的氧化锆陶瓷材料及制备方法”的专利技术专利，该专利公开了一种氧化镱和氧化钇共稳定氧化锆陶瓷及制备方法，其特征在于同时使用氧化镱和氧化钇两种氧化物作为稳定剂，采用包裹技术制备两种稳定剂共同包裹的纳米氧化锆粉体，所得粉体于空气中无压烧结，在低稳定剂含量下分别获得四方氧化锆多晶(TZP)和全稳定立方氧化锆陶瓷(FSZ)。采用的原料是纯度(质量百分比)不小于99. 9的氧化镱(Yb203)、氧化钇(Y203)和单斜氧化锆粉(平均晶粒尺寸小于100纳米)，最终获得的TZP陶瓷中氧化镱(Yb203)的摩尔百分比在I. 0-2. 0%范围内，氧化钇(Y203)的摩尔百分比在I. 0-2.0%范围内；FSZ陶瓷中氧化镱(Yb203)的摩尔百分比在3.0-4. 0%范围内，氧化钇(Y203)的摩尔百分比在I. 0-2. 0%范围内。但上述专利仍没有解决现有化学共沉淀法氧化锆陶瓷粉体生产所存在的不足，所以对于如何客服现有化学共沉淀法氧化锆陶瓷粉体制作所存在的不足，仍有待进一步研究。
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对现有化学共沉淀法氧化锆混合粉体生产制作方法所存在的不足，提出一种能有效改善氧化锆混合粉体氧化锆混合粉体抗疲劳强度，且制作成本低，对对环境污染小的新的物理超细法氧化锆混合粉体配方及其生产制作方法；该种方法制作的氧化锆混合粉体配方及其生产制作方法不仅能够极大地改善部分稳定氧化锆陶瓷的物理化学性能，而且可以在无任何酸碱污染的生产条件下实现。为实现本专利技术的目的，所提出的技术方案是一种复合稳定微晶氧化锆陶瓷混合粉体制作配方，采用三种以上的稳定剂复合制备微晶氧化锆陶瓷混合粉体； 以工业级氧化锆粉为主料，并掺入适量的氧化铈(CeO)，氧化钇(Y2O3),氧化铝和碳酸钙(CaCO3)作为稳定剂，且各组分按照下述重量百分比进行配制 氧化铈(CeO) 10%— 12%，氧化钇(Y2O3)1%—2%,氧化铝(AL2O3)3%-8%，碳酸钙(CaCO3)1%—2%，其余为工业级氧化锆粉； 将上述粉料按照配比进行组配，经物理混料、超细、煅烧、分散、造粒制成复合稳定微晶氧化锆陶瓷混合粉体。进一步，所述的主料为工业级氧化锆粉，也可以是斜锆石或电熔法氧化锆粉，或三者按照任意组配方式配制的混合物。 上述复合稳定微晶氧化锆陶瓷混合粉体的经物理混料、本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种复合稳定微晶氧化锆陶瓷混合粉体，其特征在于：以工业级氧化锆粉为主料，并掺入适量的氧化铈（CeO），氧化钇（Y2O3），氧化铝和碳酸钙（CaCO3）作为稳定剂，且各组分按照下述重量百分比进行配制：氧化铈（CeO）10％—12%，氧化钇（Y2O3）1%—2％，氧化铝（AL2O3）3%？8％，碳酸钙（CaCO3）1%—2％，其余为工业级氧化锆粉；将上述粉料按照配比进行组配，经物理混料、超细、煅烧、分散、造粒制成复合稳定微晶氧化锆陶瓷混合粉体。
【技术特征摘要】
1.一种复合稳定微晶氧化锆陶瓷混合粉体，其特征在于以工业级氧化锆粉为主料，并掺入适量的氧化铈(CeO)，氧化钇(Y2O3),氧化铝和碳酸钙(CaCO3)作为稳定剂，且各组分按照下述重量百分比进行配制 氧化铈(CeO) 10%— 12%，氧化钇(Y2O3)1%—2%,氧化铝(AL2O3)3%_8%，碳酸钙(CaCO3)1%—2%，其余为工业级氧化锆粉； 将上述粉料按照配比进行组配，经物理混料、超细、煅烧、分散、造粒制成复合稳定微晶氧化锆陶瓷混合粉体。2.如权利要求I所述的复合稳定微晶氧化锆陶瓷混合粉体，其特征在于所述的主料为工业级氧化锆粉、斜锆石或电熔法氧化锆粉。3.如权利要求I所述的复合稳定微晶氧化锆陶瓷混合粉体，其特征在于所述的主料是工业级氧化锆粉、斜锆石和电熔法氧化锆粉三者按照任意组配方式配制的混合物。4.一种如权利要求I所述的复合稳定微晶氧化锆陶瓷混合粉体的制备方法，其特征在于复合稳定微晶氧化锆陶瓷混合粉体的工艺方法是按权利要求I的配方配好原材料，在混料器中混料大于10小时，在超微细研磨设备中将混好的物料超细至所要求烧成晶体尺寸大小的1/5-1/10，在温度为900-1200°C炉中煅烧90-120分钟，将煅烧好的粉体在超微细分散设备中湿法分散，...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜桂，
申请(专利权)人：株洲市创锐高强陶瓷有限公司，
类型：发明
国别省市：
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