CN104744021A - 耐磨氧化铝陶瓷及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种耐磨氧化铝陶瓷及其制备方法，该陶瓷包括以下重量份计的原料：氧化铝80～120份、氧化铬10～20份、氧化钙10～20份、氧化铵4～8份、氧化银5～10份、表面活性剂5～12份、助表面活性剂9～12份。其制备方法是：将氧化铝、氧化铬、氧化钙、氧化铵、氧化银、表面活性剂、助表面活性剂放在电炉中，慢慢升温至1200～1300℃，保温2～3h，自然冷却，即可。本发明的氧化铬活化了氧化铝晶格，促进氧化铝烧结，提高氧化铝陶瓷的硬度，增强耐磨性能，增强抗压抗弯能力。
Description
技术领域
本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种耐磨氧化铝陶瓷及其制备方法。
背景技术
生物陶瓷(Bioceramics)是指用作特定的生物或生理功能的一类陶瓷材料，即直接用于人体或与人体直接相关的生物、医用、生物化学等的陶瓷材料。作为生物陶瓷材料，需要具备如下条件：生物相容性，力学相容性，与生物组织有优异的亲和性，抗血栓，灭菌性并具有很好的物理、化学稳定性。
氧化铝陶瓷是一种以氧化铝为主体的陶瓷材料，氧化铝陶瓷有较好的传导性、机械强度和耐高温性。氧化铝陶瓷是一种用途广泛的陶瓷，因为其优越的性能，在现代社会的应用已经越来越广泛，满足于日用和特殊性能的需要。氧化铝陶瓷用作人工关节柄与氧化铝多晶陶瓷相比具有比较高的机械强度，不易折断。它还可以作为损伤骨的固定材料，主要用于制作人工骨螺钉，比用金属材料制成的人工骨螺钉强度高。可以加工成各种齿用的尺寸小、强度大的牙根，由于氧化铝单晶与人体蛋白质有良好的亲合性能，结合力强，因此有利于牙龈粘膜与异齿材料的附着。但是其耐磨性一般。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种耐磨氧化铝陶瓷及其制备方法，耐磨性能好，抗压抗弯能力强。
本发明采用以下技术方案：
耐磨氧化铝陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化铝80～120份、氧化铬10～20份、氧化钙10～20份、氧化铵4～8份、氧化银5～10份、表面活性剂5～12份、助表面活性剂9～12份。
作为优选，氧化铬的粒径为100-300nm。
作为优选，表面活性剂为单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇倍半油酸酯、丙二醇脂肪酸酯或琥珀酸二辛酯磺酸钠中的一种或几种。
作为优选，助表面活性剂为正丁醇、异戊醇、正丙醇或正庚醇中的一种或几种。
上述耐磨氧化铝陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将氧化铝、氧化铬、氧化钙、氧化铵、氧化银、表面活性剂、助表面活性剂放在电炉中，慢慢升温至1200～1300℃，保温2～3h，自然冷却，即可。
作为优选，升温速率为5℃/min。
本发明的氧化铬活化了氧化铝晶格，促进氧化铝烧结，提高氧化铝陶瓷的硬度，增强耐磨性能，增强抗压抗弯能力。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细介绍。
实施例1
耐磨氧化铝陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化铝80份、氧化铬10份、氧化钙10份、氧化铵4份、氧化银5份、表面活性剂5份、助表面活性剂9份。
氧化铬的粒径为100nm。
表面活性剂是质量比为1:1:2:1的单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇倍半油酸酯、丙二醇脂肪酸酯、琥珀酸二辛酯磺酸钠。
助表面活性剂是质量比为1:2:3:5的正丁醇、异戊醇、正丙醇、正庚醇。
上述耐磨氧化铝陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将氧化铝、氧化铬、氧化钙、氧化铵、氧化银、表面活性剂、助表面活性剂放在电炉中，以5℃/min的升温速率缓慢升温至1200℃，保温2h，自然冷却，即可。
实施例2
耐磨氧化铝陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化铝120份、氧化铬20份、氧化钙20份、氧化铵8份、氧化银10份、表面活性剂12份、助表面活性剂12份。
氧化铬的粒径为300nm。
表面活性剂是质量比为1:10的单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇倍半油酸酯。
助表面活性剂是质量比为5:1:1的正丁醇、正丙醇、正庚醇。
上述耐磨氧化铝陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将氧化铝、氧化铬、氧化钙、氧化铵、氧化银、表面活性剂、助表面活性剂放在电炉中，以5℃/min的升温速率缓慢升温至1300℃，保温3h，自然冷却，即可。
实施例3
耐磨氧化铝陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化铝100份、氧化铬15份、氧化钙15份、氧化铵6份、氧化银8份、表面活性剂8份、助表面活性剂11份。
氧化铬的粒径为200nm。
表面活性剂是质量比为1:2:4的单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇倍半油酸酯、琥珀酸二辛酯磺酸钠。
助表面活性剂是质量比为4:1:6的异戊醇、正丙醇、正庚醇。
上述耐磨氧化铝陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将氧化铝、氧化铬、氧化钙、氧化铵、氧化银、表面活性剂、助表面活性剂放在电炉中，以5℃/min的升温速率缓慢升温至1250℃，保温2.5h，自然冷却，即可。
实施例4
耐磨氧化铝陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化铝90份、氧化铬12份、氧化钙18份、氧化铵7份、氧化银8份、表面活性剂9份、助表面活性剂11份。
氧化铬的粒径为250nm。
表面活性剂是质量比为1:4的失水山梨醇倍半油酸酯、琥珀酸二辛酯磺酸钠。
助表面活性剂是质量比为1:4的正丁醇、正庚醇。
上述耐磨氧化铝陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将氧化铝、氧化铬、氧化钙、氧化铵、氧化银、表面活性剂、助表面活性剂放在电炉中，以5℃/min的升温速率缓慢升温至1260℃，保温2.3h，自然冷却，即可。
对比例1
与实施例1相同，不同在于：不加氧化铬。
性能测试
对比例1和实施例1～4的陶瓷进行性能测试，结果见表1。
表1
| ISO6474标准 | 对比例1 | 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | |
| 硬度（HV） | >2000 | 1960 | 2400 | 2500 | 2600 | 2550 |
| 抗压强度（/MPa） | 4000 | 4100 | 4600 | 4700 | 4800 | 4600 |
| 抗弯强度（/MPa） | 400 | 420 | 530 | 540 | 520 | 530 |
结论：本发明氧化铝陶瓷的硬度大，均在2400以上，抗压强度高达4800MPa，抗弯强度在520～540MPa，硬度大，耐磨性能好。
以上公开的仅为本申请的其中几个具体实施例，但本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化，都应落在本申请的保护范围内。
Claims (6)
1.耐磨氧化铝陶瓷，其特征在于，包括以下重量份计的原料：氧化铝80～120份、氧化铬10～20份、氧化钙10～20份、氧化铵4～8份、氧化银5～10份、表面活性剂5～12份、助表面活性剂9～12份。
2.根据权利要求1所述的耐磨氧化铝陶瓷，其特征在于，氧化铬的粒径为100-300nm。
3.根据权利要求1所述的耐磨氧化铝陶瓷，其特征在于，表面活性剂为单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇倍半油酸酯、丙二醇脂肪酸酯或琥珀酸二辛酯磺酸钠中的一种或几种。
4.根据权利要求1所述的耐磨氧化铝陶瓷，其特征在于，助表面活性剂为正丁醇、异戊醇、正丙醇或正庚醇中的一种或几种。
5.基于权利要求1所述的耐磨氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将氧化铝、氧化铬、氧化钙、氧化铵、氧化银、表面活性剂、助表面活性剂放在电炉中，慢慢升温至1200～1300℃，保温2～3h，自然冷却，即可。
6.根据权利要求5所述的耐磨氧化铝陶瓷的制备方法，其特征在于，升温速率为5℃/min。
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| CN201510145004.3A CN104744021A (zh) | 2015-03-31 | 2015-03-31 | 耐磨氧化铝陶瓷及其制备方法 |
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Publications (1)
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| CN109206123A (zh) * | 2017-06-30 | 2019-01-15 | 全球能源互联网研究院 | 一种高压并联电抗器气隙填充用的合成铝瓷垫块及其制备方法 |
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2015
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