CN111995394A - 一种金色金属光泽质感陶瓷及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种金色金属光泽质感陶瓷及其制备方法，步骤包括：(1)将粉料和聚乙烯醇混合并进行造粒，制得造粒粉，其中粉料包括Y2O3稳定ZrO2粉、氮化锆粉、辅料和烧结助剂，辅料选自氮化钛粉、硼化钛粉、碳化钛粉中的至少一者；(2)将造粒粉压制成生坯；(3)对生坯在还原气氛条件下进行排胶，得到排胶坯；(4)对排胶坯进行抛光，得到抛光坯；(5)对抛光坯在还原气氛下进行烧结，烧结温度为1450℃～1650℃，保温时间为1～8h，还原气氛包括惰性气体和氢气，制得金色金属光泽质感陶瓷。通过该制备方法制得的陶瓷表面具有金色金属光泽质感，拓宽其应用范围，且烧结温度不高，降低能耗和成本。

Description

一种金色金属光泽质感陶瓷及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷材料的制备技术领域，具体涉及一种金色金属光泽质感陶瓷及其制备方法。
背景技术
氧化锆陶瓷是一种十分重要的结构陶瓷材料，它具有非常优异的力学性能，有着高弯曲强度及良好的断裂韧性，有陶瓷钢的美誉，因此在工业机械和日常生活中都有着越来越广泛的应用。
氧化锆陶瓷产品外观陶瓷件主要指适用于智能穿戴等系列陶瓷材料。因此，氧化锆陶瓷产品往往需要漂亮的外观，比如颜色、光泽等；但纯氧化锆粉末烧结出来的陶瓷产品是白色的，单一的这种颜色难以满足人们对氧化锆陶瓷装饰品日益增长的需求，故开发不同颜色的氧化锆陶瓷产品势在必行。目前氧化锆陶瓷材料的各种产品，大多是黑色、白色、粉色、蓝色等，产品抛光后表面光泽为类玉质感。市场上还未见陶瓷表面具有金色金属光泽质感的氧化锆陶瓷。
发明内容
本发明的目的之一是提供一种金色金属光泽质感陶瓷的制备方法，通过该制备方法能够制得表面具有金色金属光泽质感的陶瓷，拓宽了其应用范围。
本发明的目的之二是提供一种金色金属光泽质感陶瓷。
为了实现上述目的，本发明提供了一种金色金属光泽质感陶瓷的制备方法，其步骤包括：
(1)将粉料和聚乙烯醇混合并进行造粒，制得造粒粉，其中所述粉料包括Y2O3稳定ZrO2粉、氮化锆粉、辅料和烧结助剂，所述辅料选自氮化钛粉、硼化钛粉、碳化钛粉中的至少一者；
(2)将步骤(1)制得的所述造粒粉压制成生坯；
(3)对步骤(2)制得的所述生坯在还原气氛条件下进行排胶，得到排胶坯；
(4)对步骤(3)制得的排胶坯进行抛光，得到抛光坯；
(5)对步骤(4)制得的所述抛光坯在还原气氛下进行烧结，烧结温度为1450℃～1650℃，保温时间为1～8h，还原气氛包括惰性气体和氢气，制得金色金属光泽质感陶瓷。
与现有技术相比，本发明提供的金色金属光泽质感陶瓷的制备方法中，将Y2O3稳定ZrO2粉、氮化锆粉、辅料(氮化钛粉、硼化钛粉、碳化钛粉)复合而成与聚乙烯醇混合并进行造粒，然后通过压制、排胶、抛光和烧结，得到金色金属光泽质感陶瓷。借助排胶去除杂质，以不影响烧结工艺。烧结工艺中还原气氛采用惰性气体和氢气，有利于金色的形成。同时烧结助剂在高温下熔融生成液相促进烧结，在常压1450℃-1650℃范围内烧结制得金色金属光泽质感陶瓷，烧结温度不高，降低能耗和成本。
较佳者，按重量份数计，所述Y2O3稳定ZrO2粉的用量为60～90份、所述氮化钛粉的用量为1～40份、所述氮化锆粉的用量为1～40份、所述硼化钛粉的用量为1～40份、所述碳化钛粉的用量为1～40份、所述烧结助剂的用量为0～5份。
具体地，Y2O3稳定ZrO2粉的用量可以为60份、65份、70份、75份、80份、85份、90份；氮化钛粉的用量可以为1份、5份、10份、20份、30份、40份；氮化钛粉的用量可以为1份、5份、10份、20份、30份、40份；氮化锆粉的用量可以为1份、5份、10份、20份、30份、40份；硼化钛粉的用量可以为1份、5份、10份、20份、30份、40份；碳化钛粉的用量可以为1份、5份、10份、20份、30份、40份；烧结助剂的用量可以为0份、1份、2份、3份、4份、5份。
较佳者，所述氮化钛粉的粒径为0.3～10um、所述氮化锆粉的粒径为0.3～10um、所述硼化钛粉的粒径为0.3～10um和所述碳化钛粉的粒径为0.3～10um，Y2O3稳定ZrO2粉的粒径为0.1-1um。优选地，所述氮化锆粉和所述辅料的粒径相同。
较佳者，所述烧结助剂选自Si粉、Ti粉、Zr粉中的至少一种。
较佳者，所述烧结助剂为金属粉，且粒径为0.5～10um。
较佳者，所述粉料和聚乙烯醇的用量比为80～98:2～20。
较佳者，所述惰性气体和所述氢气的用量比为60～85:15～40。
较佳者，所述惰性气体选自氮气或氩气。
在步骤(4)后还可以对金色金属光泽质感陶瓷进行机械加工处理。
相应地，本申请还提供一种金色金属光泽质感陶瓷，采用上述的金色金属光泽质感陶瓷的制备方法制得。本申请制得的陶瓷表面具有金色金属质感。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案，但不构成对本发明的任何限制。
实施例1
一种金色金属光泽质感陶瓷的制备方法，其步骤包括：
(1)将90份的粉料和10份的聚乙烯醇混合并进行造粒，压制制得造粒粉，其中，粉料包括70份的Y2O3稳定ZrO2粉(粒径为0.4um)、25份的氮化钛粉(粒径为2um)、3份的氮化锆粉(粒径为8um)、2份的Ti粉(粒径为1um)；
(2)将步骤(1)制得的造粒粉压制成块状生坯，成型压力160MPa；
(3)对步骤(2)制得的生坯放入排胶炉中在还原气氛条件下进行排胶，得到排胶坯，排胶温度为700℃；
(4)对步骤(3)制得的排胶坯进行机械抛光，得到抛光坯；
(5)对步骤(4)制得的抛光坯在还原气氛下进行烧结，烧结温度为1500℃，保温时间为2h，还原气氛包括氮气和氢气＝80:20，制得金色金属光泽质感陶瓷。
实施例2
一种金色金属光泽质感陶瓷的制备方法，其步骤包括：
(1)将85份的粉料和15份的聚乙烯醇混合并进行造粒，压制制得造粒粉，其中，粉料包括80份的Y2O3稳定ZrO2粉(粒径为0.6um)、6份的氮化钛粉(粒径为4um)、4份的氮化锆粉(粒径为4um)、6份的硼化钛粉(粒径为4um)、4份的Zr粉(粒径为4um)；
(2)将步骤(1)制得的造粒粉压制成块状生坯，成型压力160MPa；
(3)对步骤(2)制得的生坯放入排胶炉中在还原气氛条件下进行排胶，得到排胶坯，排胶温度为700℃；
(4)对步骤(3)制得的排胶坯进行机械抛光，得到抛光坯；
(5)对步骤(4)制得的抛光坯在还原气氛下进行烧结，烧结温度为1600℃，保温时间为4h，还原气氛包括氮气和氢气＝65:35，制得金色金属光泽质感陶瓷。
实施例3
一种金色金属光泽质感陶瓷的制备方法，其步骤包括：
(1)将80份的粉料和20份的聚乙烯醇混合并进行造粒，压制制得造粒粉，其中，粉料包括60份的Y2O3稳定ZrO2粉(粒径为1um)、10份的氮化钛粉(粒径为5um)、10份的氮化锆粉(粒径为8um)、5份的硼化钛粉(粒径为4um)、10份的碳化钛粉(粒径为10um)、5份的Si粉(粒径为4um)；
(2)将步骤(1)制得的造粒粉压制成块状生坯，成型压力160MPa；
(3)对步骤(2)制得的生坯放入排胶炉中在还原气氛条件下进行排胶，得到排胶坯，排胶温度为700℃；
(4)对步骤(3)制得的排胶坯进行机械抛光，得到抛光坯；
(5)对步骤(4)制得的排胶坯在还原气氛下进行烧结，烧结温度为1550℃，保温时间为5h，还原气氛包括氮气和氢气＝70:30，制得金色金属光泽质感陶瓷。
实施例4
一种金色金属光泽质感陶瓷的制备方法，其步骤包括：
(1)将90份的粉料和10份的聚乙烯醇混合并进行造粒，压制制得造粒粉，其中，粉料包括90份的Y2O3稳定ZrO2粉(粒径为0.4um)、2份的氮化锆粉(粒径为8um)、6份的碳化钛粉(粒径为6um)、2份的Ti粉(粒径为4um)；
(2)将步骤(1)制得的造粒粉压制成块状生坯，成型压力160MPa；
(3)对步骤(2)制得的生坯放入排胶炉中在还原气氛条件下进行排胶，得到排胶坯，排胶温度为700℃；
(4)对步骤(3)制得的排胶坯进行机械抛光，得到抛光坯；
(5)对步骤(4)制得的抛光坯在还原气氛下进行烧结，烧结温度为1650℃，保温时间为1h，还原气氛包括氮气和氢气＝80:20，制得金色金属光泽质感陶瓷。
对比例1
对比例1与实施例1基本相同，不同点在于：对比例1不含氮化钛粉和氮化锆粉，其余与实施例1相同，故而不详细阐述。
对比例2
对比例2与实施例1基本相同，不同点在于：对比例2没有步骤(4)抛光工艺，其余与实施例1相同，故而不详细阐述。
观察实施例1-4及对比例1-2制得的陶瓷表面情况，是否具有金色金属质感，结果见表1。
表1实施例1-4及对比例1-2制得的陶瓷表面观察结果
表面外观
实施例1 具有金色金属质感
实施例2 具有金色金属质感
实施例3 具有金色金属质感
实施例4 具有金色金属质感
对比例1 黑色玉质感
对比例2 无金色金属质感
由表1的结果可知，通过本申请的金色金属光泽质感陶瓷的制备方法制得的陶瓷表面具有金色金属质感。而对比例1-2不能得到具有金色金属质感的陶瓷。
最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照最佳实施例对本发明做了详细的说明，但本发明并不局限于以上揭示的实施例，而应当涵盖各种根据本发明的本质进行的修改、等效组合。

Claims (10)

1.一种金色金属光泽质感陶瓷的制备方法，其特征在于，其步骤包括：
(1)将粉料和聚乙烯醇混合并进行造粒，制得造粒粉，其中所述粉料包括Y2O3稳定ZrO2粉、氮化锆粉、辅料和烧结助剂，所述辅料选自氮化钛粉、硼化钛粉、碳化钛粉中的至少一者；
(2)将步骤(1)制得的所述造粒粉压制成生坯；
(3)对步骤(2)制得的所述生坯在还原气氛条件下进行排胶，得到排胶坯；
(4)对步骤(3)制得的排胶坯进行抛光，得到抛光坯；
(5)对步骤(4)制得的所述抛光坯在还原气氛下进行烧结，制得金色金属光泽质感陶瓷，烧结温度为1450℃～1650℃，还原气氛包括惰性气体和氢气。
2.如权利要求1所述的金色金属光泽质感陶瓷的制备方法，其特征在于，按重量份数计，所述Y2O3稳定ZrO2粉的用量为60～90份、所述氮化钛粉的用量为1～40份、所述氮化锆粉的用量为1～40份、所述硼化钛粉的用量为1～40份、所述碳化钛粉的用量为1～40份、所述烧结助剂的用量为0～5份。
3.如权利要求1所述的金色金属光泽质感陶瓷的制备方法，其特征在于，所述氮化锆粉和所述辅料的粒径相同。
4.如权利要求1所述的金色金属光泽质感陶瓷的制备方法，其特征在于，所述氮化锆粉和所述辅料的粒径均为0.3～10um。
5.如权利要求1所述的金色金属光泽质感陶瓷的制备方法，其特征在于，所述烧结助剂选自Si粉、Ti粉、Zr粉中的至少一种。
6.如权利要求1所述的金色金属光泽质感陶瓷的制备方法，其特征在于，所述烧结助剂为金属粉，且粒径为0.5～10um。
7.如权利要求1所述的金色金属光泽质感陶瓷的制备方法，其特征在于，所述粉料和聚乙烯醇的用量比为80～98:2～20。
8.如权利要求1所述的金色金属光泽质感陶瓷的制备方法，其特征在于，所述惰性气体和所述氢气的用量比为60～85:15～40。
9.如权利要求1所述的金色金属光泽质感陶瓷的制备方法，其特征在于，所述惰性气体选自氮气或氩气。
10.一种金色金属光泽质感陶瓷，其特征在于，采用如权利要求1-9任一项所述的金色金属光泽质感陶瓷的制备方法制得。
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