CN101143787A - 高性能黄色氧化锆陶瓷超细粉的制备方法 - Google Patents

Abstract

一种高性能黄色氧化锆粉体制备方法，是将锆英砂或氧氯化锆溶液、氧化钇溶液、氧化镨溶液、氧化铝溶液混合配成氧化锆粉原料溶液，在其中滴加碳酸氢铵溶液，同时不断搅拌，反应生成的共沉淀化合物，经过滤、干燥，锻烧得到氧化锆超细粉，由该粉体可以制备高性能黄色氧化锆陶瓷制品。本发明的优点是在传统的氧化锆陶瓷原料中加人镨、铝元素，可降低烧结温度，保证烧结后陶瓷制品呈现黄色，同时力学性能得到提高，可完全替代进口的机械配件。

Description

高性能黄色氧化锆陶瓷超细粉的制备方法

技术领域

本发明涉及一种陶瓷超细粉的制备方法，特别涉及一种用于制造黄色氧化锆机械零部件、模具行业配件的高性能黄色氧化锆陶瓷超细粉的制备方法。

背景技术

二氧化锆是一种耐高温、耐磨损、耐腐蚀的陶瓷材料，传统的氧化锆工程陶瓷粉料是由氧化锆粉和氧化钇粉混合而成，烧结后的颜色为白色，目前某些进口机械设备需求的氧化锆配件的颜色为黄色，因此为了满足市场需求，开发一种烧结后颜色为黄色的氧化锆粉体。

发明内容

本发明的技术问题是要提供一种烧结温度低、烧结后陶瓷色泽为黄色的高性能黄色氧化锆陶瓷超细粉的制备方法。

为了解决以上的技术问题，本发明提供了一种高性能黄色氧化锆陶瓷超细粉，包括氧化锆、氧化钇，其中氧化钇在氧化锆中所占的摩尔百分比为2～8％，氧化锆、氧化钇中含有其重量为0～1％铝元素的氧化物和0～10％镨元素的氧化物。

一种高性能黄色氧化锆陶瓷超细粉的制备方法，该制备方法的工艺步骤如下：

1)将锆英砂溶解、提纯，制备成氧氯化锆，再用浓盐酸提纯，用去离子水稀释，成为浓度为0.1M～2M的溶液；

2)将氧化钇在无水硝酸中溶解，成为硝酸钇溶液，用去离子水稀释成为浓度为0.1M～2M的溶液；

3)将氧化铝在无水硝酸中溶解，成为硝酸铝溶液，用去离子水稀释成为浓度为0.1M～0.5M的溶液；

4)将氧化镨在无水硝酸中溶解，成为硝酸镨溶液，用去离子水稀释成为浓度为0.1M～0.5M的溶液；

5)将硝酸钇溶液、氧氯化锆溶液，按2mol％～8mol％的比例混合，同时加入占合成钇氧化锆重量0～1％的硝酸铝溶液和占合成钇氧化锆重量0～10％的硝酸镨溶液，混合均匀；

6)将碳酸氢铵或氨水配制成浓度为0.5M～2M的碳酸氢铵或氨水溶液；

7)将步骤5)制得的混合溶液与碳酸氢铵溶液或氨水同时滴定到反应容器中，控制两种溶液的流量，使PH值为5～8，不断搅拌，生成均匀的锆、钇、铝、镨的氢氧化物共沉淀体；

8)将沉淀后的悬浊液反复用去离子水洗涤；

9)将沉淀物转入坩埚内，放置在窑炉中煅烧，煅烧温度在500℃～1100℃，煅烧时间1～3小时，得到高性能黄色氧化锆陶瓷超细粉；

10)将煅烧后的黄色氧化锆原料球磨、振动或气流粉碎，破坏软团聚，使氧化锆陶瓷粉体粒度分布进一步均匀、细化，有利于降低烧结的温度。

镨的氧化物在1200℃以上高温化学反应使氧化锆变成黄色，使烧结后的陶瓷色泽为黄色。

在搅拌共沉淀过程中镨元素均匀分布，并且在后期陶瓷烧结过程中嵌入氧化锆的晶体，提高了氧化锆陶瓷制品的力学性能。

本发明的优越功效在于：

1)本发明制备出的氧化锆陶瓷超细粉，粒度分布均匀，烧结温度低且烧结后制品为黄色，烧结后的制品可以替代进口的氧化锆陶瓷零部件，具有相同的使用性能，并且力学性能得到提高；

2)本发明制备的氧化锆陶瓷粉体烧结后色泽亮黄，均匀，一致性好、可实现产业化生产。

具体实施方式

将氧化钇按与氧化锆的摩尔比为2.5％mol的量加入到由锆英砂经过溶解、提纯制成氯氧化锆溶液中，同时加入氧化锆质量5％的硝酸镨溶液、氧化锆质量0.8％的硝酸铝溶液，配制出氧化锆母液，氧化锆母液与3M的氨水同时滴定，搅拌，共沉淀后获得的锆、钇、镨和铝的氢氧化物沉淀；沉淀静置过滤，用去离子水反复冲洗，直至可以基本完全去除氯离子；将去除了氯离子的沉淀物装入坩埚，放入锻烧炉内，快速升温到650℃，保温2小时，再经气流粉碎、造粒，即可获得粒度均匀，烧结温度低且烧结后呈现黄色氧化锆陶瓷超细粉。

烧结后制品经测试：色泽为黄色，颜色均匀。

烧结后制品的力学性能测试如下：

抗冲击韧性(KJ/m2)	抗弯强度(Mpa)	密    度(g/cm3)	维  式  硬  度HV10(Gpa)
				24.8	1020	6.01	12.30

由上可见，完全满足了进口机械配件对黄色氧化锆陶瓷力学性能的要求。

Claims (4)

1.一种高性能黄色氧化锆陶瓷超细粉，包括氧化锆、氧化钇，其中氧化钇在氧化锆中所占的摩尔百分比为2～8％，其特征在于：

氧化锆、氧化钇中含有其重量为0～1％铝元素的氧化物和0～10％镨元素的氧化物。

2.按权利要求1所述的一种高性能黄色氧化锆陶瓷超细粉的制备方法，其特征在于：

该制备方法的工艺步骤如下：

1)将锆英砂溶解、提纯，制备成氧氯化锆，再用浓盐酸提纯，用去离子水稀释，成为浓度为0.1M～2M的溶液；

2)将氧化钇在无水硝酸中溶解，成为硝酸钇溶液，用去离子水稀释成为浓度为0.1M～2M的溶液；

3)将氧化铝在无水硝酸中溶解，成为硝酸铝溶液，用去离子水稀释成为浓度为0.1M～0.5M的溶液；

4)将氧化镨在无水硝酸中溶解，成为硝酸镨溶液，用去离子水稀释成为浓度为0.1M～0.5M的溶液；

5)将硝酸钇溶液、氧氯化锆溶液，按2mol％～8mol％的比例混合，同时加入占合成钇氧化锆重量0～1％的硝酸铝溶液和占合成钇氧化锆重量0～10％的硝酸镨溶液，混合均匀；

6)将碳酸氢铵或氨水配制成浓度为0.5M～2M的碳酸氢铵或氨水溶液；

7)将步骤5)制得的混合溶液与碳酸氢铵溶液或氨水同时滴定到反应容器中，控制两种溶液的流量，使PH值为5～8，不断搅拌，生成均匀的锆、钇、铝、镨的氢氧化物共沉淀体；

8)将沉淀后的悬浊液反复用去离子水洗涤；

9)将沉淀物转入坩埚内，放置在窑炉中煅烧，煅烧温度在500℃～1100℃，煅烧时间1～3小时，得到高性能黄色氧化锆陶瓷超细粉；

10)将煅烧后的黄色氧化锆原料球磨、振动或气流粉碎，破坏软团聚，使氧化锆陶瓷粉体粒度分布均匀、细化。

3.按权利要求2所述的一种高性能黄色氧化锆陶瓷超细粉的制备方法，其特征在于：

镨的氧化物在1200℃以上高温化学反应使氧化锆变成黄色。

4.按权利要求2所述的一种高性能黄色氧化锆陶瓷超细粉的制备方法，其特征在于：

在搅拌共沉淀过程中镨元素均匀分布，并且在后期陶瓷烧结过程中嵌入氧化锆的晶体，提高了氧化锆陶瓷制品的力学性能。