CN113666739B - 一种氧化锆陶瓷的制备方法 - Google Patents

一种氧化锆陶瓷的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113666739B
CN113666739B CN202111160271.XA CN202111160271A CN113666739B CN 113666739 B CN113666739 B CN 113666739B CN 202111160271 A CN202111160271 A CN 202111160271A CN 113666739 B CN113666739 B CN 113666739B
Authority
CN
China
Prior art keywords
zirconia
firing
weight
zirconia ceramic
biscuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111160271.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN113666739A (zh
Inventor
李顺禄
许君奇
洪伟强
刘国旗
兰志明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Hualian Ceramics Co ltd
Original Assignee
Hunan Hualian Ceramics Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Hualian Ceramics Co ltd filed Critical Hunan Hualian Ceramics Co ltd
Priority to CN202111160271.XA priority Critical patent/CN113666739B/zh
Publication of CN113666739A publication Critical patent/CN113666739A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113666739B publication Critical patent/CN113666739B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/48—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on zirconium or hafnium oxides, zirconates, zircon or hafnates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C04B35/63404—Polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622—Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/63—Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B using additives specially adapted for forming the products, e.g.. binder binders
    • C04B35/632—Organic additives
    • C04B35/634—Polymers
    • C04B35/63404—Polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • C04B35/63408—Polyalkenes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02—Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30—Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/32—Metal oxides, mixed metal oxides, or oxide-forming salts thereof, e.g. carbonates, nitrates, (oxy)hydroxides, chlorides
    • C04B2235/3224—Rare earth oxide or oxide forming salts thereof, e.g. scandium oxide
    • C04B2235/3225—Yttrium oxide or oxide-forming salts thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/74—Physical characteristics
    • C04B2235/77—Density
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00—Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/70—Aspects relating to sintered or melt-casted ceramic products
    • C04B2235/96—Properties of ceramic products, e.g. mechanical properties such as strength, toughness, wear resistance

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明涉及一种氧化锆陶瓷的制备方法，步骤为，将如下重量组分混合，氧化锆和氧化钇的混合物80‑86％，有机物14‑20％，氧化锆和氧化钇的混合物中，氧化锆和氧化钇的重量比为氧化锆94‑95％，氧化钇5‑6％；所述有机物由如下重量组分组成，丙烯酸树脂40‑60％，石蜡15‑25％，聚丙烯10‑20％，脂肪酸5‑10％，分散剂0‑5％；将上述得到的原料通过注塑成型，得到坯料，然后经过素烧和本烧烧制，抛光，得到氧化锆陶瓷，本申请得到的氧化锆陶瓷玉质感强，具有玉石效果，强度，硬度好，可以永久保持本身颜色，通透，制作难度小，不易仿制。

Description

一种氧化锆陶瓷的制备方法
技术领域
本发明属于新型陶瓷技术领域，具体是涉及到一种氧化锆陶瓷的制备方法。
背景技术
氧化锆陶瓷是一种比较成熟的特种陶瓷技术，其具有高强度，高硬度.结构致密，化学稳定性好，摩擦系数低，韧性较好，使用在日用品时，质地较为美观。氧化锆陶瓷在使用时，一般添加氧化物，以稳定晶型，比较好的稳定剂为氧化钇。氧化锆陶瓷在烧结前需要添加有机物成型，以得到流动性好，粘度低，均匀性好，结合强度高的物料，由于添加了有机物，有机物中含有大量的高分子粘结剂，因此有机物的种类会直接影响脱脂工序，进而影响产品质量，常见的产品质量问题包括坯体变形，坯体形成气孔，影响强度等。
申请人在2007年申请了专利，公开号为CN 101100378A，名称为一种氧化锆陶瓷在日用品上的应用及其制造方法，其采用高密度氧化锆粉末注塑成型，首先将高密度氧化锆粉与有机粘结剂，按100份氧化锆粉末：10-30份有机粘结剂的比例称量，加温至160～180℃混练后置于注塑成型机内，然后在温度150℃～200℃、压力80～100MPa下注射进入模具，冷却凝固后再脱模，即可得到氧化锆日用品器具的坯体，再进行脱脂和烧结，得到高强度高韧性的氧化锆日用品器具，所述的有机粘结剂为石蜡，所述的有机粘结剂为聚乙烯或聚丙烯。
中国专利公开号为CN 101066874A的专利公开了一种氧化锆注塑成型方法及粉料有机载体，其有机载体为聚乙烯、聚丙烯、植物油、油酸、石蜡，其配比为聚乙烯10-30％、聚丙烯10-30％，植物油5-40％，油酸1-4％，石蜡5-50％。此方法制备得到的陶瓷主要为工业陶瓷，质感较差。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种氧化锆陶瓷的制备方法，本申请得到的氧化锆陶瓷玉质感强，具有玉石效果，强度，硬度好，可以永久保持本身颜色，通透，制作难度小，不易仿制。
本发明的内容包括一种氧化锆陶瓷的制备方法，步骤为，
将如下重量组分混合，氧化锆和氧化钇的混合物80-86％，有机物14-20％，氧化锆和氧化钇的混合物中，氧化锆和氧化钇的重量比为氧化锆94-95％，氧化钇5-6％(优选的，氧化锆和氧化钇的重量比为氧化锆94-94.2％，氧化钇5.8-6％)；所述有机物由如下重量组分组成，丙烯酸树脂40-60％，石蜡15-25％，聚丙烯10-20％，脂肪酸5-10％，分散剂0-5％；将上述得到的原料通过注塑成型，得到坯料，然后经过素烧和本烧烧制，抛光，得到氧化锆陶瓷。
所述有机物由如下重量组分组成，丙烯酸树脂50％，石蜡20％，聚丙烯15％，脂肪酸10％，分散剂5％。
所述脂肪酸为硬脂酸或油酸，所述分散剂为分散剂CA(优选为分散剂CA-40或者CA-50)。
所述注塑成型的压力为0.3～0.5Mpa，温度为135～145℃，比如采用设备ZE1900-300。
所述素烧的烧成温度为500-1050℃，保温一段时间(优选为60-150min)后，冷却至室温。
所述本烧的烧成温度为1400-1550℃，保温一段时间(优选为60-150min)后，冷却至室温。
抛光后，还包括烤花步骤，烤花温度为750-850℃。
本发明的有益效果是，本申请限定了氧化锆和氧化钇的含量配比，整个原料中只添加氧化锆和氧化钇两种金属氧化物，不添加其他的金属氧化物；同时，本申请的有机物粘结剂中加入大量的丙烯酸树脂，相比于只加入聚丙烯或常规量的丙烯酸树脂，本申请在密度和韧性上都具有较好的提升，在脱脂处理时，即使不同部分的厚度存在差异，其脱脂时间的差异程度较小，可以有效减缓有机物的膨胀导致的变形，抑制裂纹的生成，有效提高性能。
附图说明
图1为本发明的烧制的产品的扫描电镜图。
图2为本发明烧制的产品的外形图。
具体实施方式
实施例1
一种氧化锆陶瓷的制备方法，步骤为，
将如下重量组分混合，氧化锆80％，氧化钇5％，有机物15％；所述有机物由如下重量组分组成，丙烯酸树脂50％，石蜡20％，聚丙烯15％，硬脂酸10％，分散剂CA 5％；将上述得到的原料通过注塑成型，得到坯料，所述注塑成型设备为ZE1900-300，所述注塑成型的压力为0.3～0.5Mpa，温度为135～145℃。
然后经过素烧和本烧烧制，所述素烧的烧成温度为800℃，保温100min后，冷却至室温。所述本烧的烧成温度为1500℃，保温100分钟，自然冷却，温度降到室温时，
然后进行抛光，抛光时，加入抛光粉氧化铝，然后放入烤花炉中进行烤花，印上产品要求的图案和文字后，得到氧化锆陶瓷。
得到的氧化锆陶瓷的SEM扫描电镜图如图1所示，产品外形图如图2所示。
实施例2
一种氧化锆陶瓷的制备方法，其原料由如下重量组分混合，氧化锆80％，氧化钇5％，有机物15％；所述有机物由如下重量组分组成，丙烯酸树脂60％，石蜡15％，聚丙烯15％，硬脂酸8％，分散剂CA 2％，其他同实施例1相同。
对比例1
一种氧化锆陶瓷的制备方法，其原料由如下重量组分混合，氧化锆80％，氧化钇5％，有机物15％；所述有机物由如下重量组分组成，石蜡20％，聚丙烯65％，脂肪酸10％，分散剂CA5％，其他同实施例1相同。
对比例2
和实施例1相比，区别在于，其原料由如下重量组分混合，氧化锆75％，氧化钇3％，氧化铝3％，氧化钛2％，氧化镁2％，有机物15％，其他原料和步骤同实施例1相同。
测量实施例1-2、对比例1-2得到的氧化锆陶瓷的性能，得到如表1所示的性能数据
表1不同氧化锆陶瓷的性能数据
氧化锆 水含量wt％ 烧失量wt％ 松装密度g/cm<sup>3</sup> 烧结密度g/cm<sup>3</sup> 韧性MPa·m<sup>1/2</sup>
实施例1 0.33 0.39 1.35 6.04 3.41
实施例2 0.32 0.38 1.37 6.09 3.43
对比例1 0.35 0.40 1.30 5.92 3.32
对比例2 0.33 0.37 1.26 5.85 3.31
通过表1的数据可以看出，本申请产品的水分含量低，密度高，韧性好。
所属领域的普通技术人员应当理解：以上任何实施例的讨论仅为示例性的，并非旨在暗示本公开的范围(包括权利要求)被限于这些例子；在本公开的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请中一个或多个实施例的不同方面的许多其它变化，为了简明它们没有在细节中提供。
本申请中一个或多个实施例旨在涵盖落入所附权利要求的宽泛范围之内的所有这样的替换、修改和变型。因此，凡在本申请中一个或多个实施例的精神和原则之内，所做的任何省略、修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种氧化锆陶瓷的制备方法，其特征是，步骤为，
将如下重量组分混合，氧化锆和氧化钇的混合物80-86％，有机物14-20％，氧化锆和氧化钇的混合物中，氧化锆和氧化钇的重量比为氧化锆94-95％，氧化钇5-6％；所述有机物由如下重量组分组成，丙烯酸树脂40-60％，石蜡15-25％，聚丙烯10-20％，脂肪酸5-10％，分散剂0-5％；将上述得到的原料通过注塑成型，得到坯料，然后经过素烧和本烧烧制，抛光，得到氧化锆陶瓷；
所述素烧的烧成温度为500-1050℃，保温一段时间后，冷却至室温；
所述本烧的烧成温度为1400-1550℃，保温一段时间后，冷却至室温。
2.如权利要求1所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征是，所述有机物由如下重量组分组成，丙烯酸树脂50％，石蜡20％，聚丙烯15％，脂肪酸10％，分散剂5％。
3.如权利要求1所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征是，所述脂肪酸为硬脂酸或油酸，所述分散剂为分散剂CA。
4.如权利要求1-3任一项所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征是，所述注塑成型的压力为0.3～0.5Mpa，温度为135～145℃。
5.如权利要求1-3任一项所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征是，素烧的保温时间为60-150min。
6.如权利要求1-3任一项所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征是，本烧的保温时间为60-150min。
7.如权利要求1-3任一项所述的氧化锆陶瓷的制备方法，其特征是，抛光后，还包括烤花步骤，烤花温度为750-850℃。
CN202111160271.XA 2021-09-30 2021-09-30 一种氧化锆陶瓷的制备方法 Active CN113666739B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111160271.XA CN113666739B (zh) 2021-09-30 2021-09-30 一种氧化锆陶瓷的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111160271.XA CN113666739B (zh) 2021-09-30 2021-09-30 一种氧化锆陶瓷的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113666739A CN113666739A (zh) 2021-11-19
CN113666739B true CN113666739B (zh) 2022-12-16

Family

ID=78550693

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111160271.XA Active CN113666739B (zh) 2021-09-30 2021-09-30 一种氧化锆陶瓷的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113666739B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116477941B (zh) * 2023-04-19 2024-02-23 中物院成都科学技术发展中心 一种人工玉陶及其制备方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100515997C (zh) * 2007-06-08 2009-07-22 湖南正阳精密陶瓷有限公司 一种氧化锆注塑成型方法
CN105236963B (zh) * 2015-09-10 2017-12-19 浙江中科光电有限公司 氧化锆陶瓷插芯毛坯生产工艺

Also Published As

Publication number Publication date
CN113666739A (zh) 2021-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102992778B (zh) 一种具有玉石质地的精密陶瓷及其制作方法
CN104446495B (zh) 一种氮化硅陶瓷材料及其制备方法
CN101117284A (zh) 一种氧化铝陶瓷及其制备方法
CN106904977B (zh) 一种两步烧结法制备表硬心韧Si3N4陶瓷材料的方法
CN113666739B (zh) 一种氧化锆陶瓷的制备方法
CN111302790A (zh) 氧化锆注射成型用热脱脂喂料及其制备方法与脱脂烧结工艺
CN102172959A (zh) 粉末注射成形碳化硅陶瓷零件的方法
CN109277574B (zh) 一种空调压缩机摇块的制备方法
CN104909765A (zh) 一种低成本、快速制备高性能Si3N4陶瓷球的方法
CN109650853A (zh) 一种透明陶瓷自锁托槽的制备方法
CN101503301B (zh) 一种烧结碳化硼用的降温增韧烧结助剂及制备方法
CN111822699A (zh) 一种max相金属陶瓷间接增材制造方法
CN107963891A (zh) 一种单相氮化硅陶瓷材料及其微波烧结制备工艺
CN105777076A (zh) 一种以废陶瓷为主料生产精细陶瓷产品的方法
CN115536403A (zh) 一种高韧氮化硅陶瓷材料及其制备方法
CN116423612A (zh) 一种大型SiAlON陶瓷的注射成型工艺
CN113968734B (zh) 一种高致密度氧化锆陶瓷材料的制备方法
CN101734920B (zh) 一种氮化钛多孔陶瓷及其制备方法
CN114702315A (zh) 一种热弯陶瓷及其制备方法
CN104944945A (zh) 一种抗老化氧化锆陶瓷插芯的制备方法
CN101269956A (zh) 掺杂钕的钇铝石榴石透明陶瓷制造方法
CN101209925B (zh) 提高氧化铝/氧化钛复相精细陶瓷材料弯曲强度和断裂韧性的方法
CN114085084A (zh) 一种高强度氮化硅陶瓷及其制备方法
CN1566021A (zh) 一种黑色氧化锆陶瓷的制造方法
JP2535161B2 (ja) 黒色装飾材料の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant