CN1730433A - 超塑性纳米Y－ZrO2陶瓷材料及其制备方法 - Google Patents

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曾照强
胡晓清
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Abstract

本发明涉及一种超塑性纳米Y－ZrO2陶瓷材料及其制备方法，属于陶瓷材料制备技术领域。该材料以ZrO2和Y2O3为原料，其特征在于，所述材料的配方为：ZrO2：0.95～0.97，和Y2O3：0.03～0.05，其比例为实际摩尔数。球磨混料，烘干，过筛，冷等静压成形，在1400℃～1500℃空气气氛中进行烧结，并保温4小时～10小时，在300～1000℃进行晶粒细化退火处理，10～50小时。即得晶粒尺寸小于300nm的纳米Y－ZrO2陶瓷材料。利用本发明的配方和制备方法制备的高温塑性变形纳米Y－ZrO2陶瓷材料晶粒均匀，其在1000－1200℃具有大的塑性变形，变形量达到400％以上，且制备方法工艺简单、低成本，适用于工业化生产。

Description

超塑性纳米Y-ZrO2陶瓷材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种制备超塑性纳米Y-ZrO2陶瓷材料及其制备方法，属于陶瓷材料制备
技术领域。
背景技术
纳米ZrO2陶瓷材料，由于其具有大的塑性变形，使得其具有高温加工性能。由于在陶瓷粉料烧结过程中伴随有晶粒长大过程，常用的烧结方法很难制备出晶粒尺寸小的纳米ZrO2陶瓷材料。
发明内容
本发明的目的是提供一种制备工艺简单，具有高温塑性变形的纳米Y-ZrO2陶瓷材料及其制备方法。通过正常陶瓷烧结工艺，制备高密度微米ZrO2陶瓷材料，在较低温度进行晶粒细化退火处理，能够得到晶粒小于300nm的纳米ZrO2陶瓷材料，陶瓷材料在1000-1200℃具有大的塑性变形。
本发明提出的超塑性纳米Y-ZrO2陶瓷材料，其特征在于：该材料以ZrO2和Y2O3为原料，所述材料的配方为：ZrO2：0.95～0.97，和Y2O3：0.03～0.05，其比例为实际摩尔数。
本发明提出的纳米Y-ZrO2陶瓷材料的制备方法，其特征在于，该方法依次按如下步骤进行：
(1)分别称量按摩尔比为ZrO2：0.95～0.97，和Y2O3：0.03～0.05，进行配料；
(2)将所配制的粉料进行球磨混料；
(3)将混合好的料烘干，过筛，冷等静压成形；
(4)将成形好的料在1400℃～1500℃，空气气氛中进行烧结，并保温4小时～10小时；
(5)将上述烧结好的陶瓷材料在300～1000℃进行晶粒细化退火处理，10～50小时，即得晶粒尺寸小于300nm的纳米Y-ZrO2陶瓷材料；
(6)将退火后的陶瓷材料在1000-1200℃进行压缩、拉伸能得到大于400％的塑性变形。
利用本发明的配方和制备方法制备的纳米ZrO2陶瓷材料，晶粒尺寸小于300nm，其在1000-1200℃具有大的塑性变形，变形量达到400％以上，且制备方法工艺简单、低成本，适用于工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步说明：
实施例1
(1)分别称量按摩尔比为ZrO2：0.97，Y2O3：0.03，进行配料；
(2)将所配制的粉料进行球磨混料；
(3)将混合好的料烘干，过筛，冷等静压成形；
(4)将成形好的料在1500℃空气气氛中进行烧结，并保温8小时；
(5)将上述烧结好的陶瓷材料在300℃进行20小时，800℃5小时进行晶粒细化退火处理。即得晶粒尺寸为300nm的纳米Y-ZrO2陶瓷材料。
(6)在1000℃进行拉伸实验，能得到410％的变形量。
实施例2
(1)分别称量按摩尔比为ZrO2：0.96，Y2O3：0.04，进行配料；
(2)将所配制的粉料进行球磨混料；
(3)将混合好的料烘干，过筛，冷等静压成形；
(4)将成形好的料在1450℃空气气氛中进行烧结，并保温8小时；
(5)将上述烧结好的陶瓷材料在300℃进行20小时，850℃5小时进行晶粒细化退火处理。即得晶粒尺寸为240nm的纳米Y-ZrO2陶瓷材料。
(6)在1100℃进行拉伸实验，能得到450％的变形量。
实施例3
(1)分别称量按摩尔比为ZrO2：0.95，Y2O3：0.05，进行配料；
(2)将所配制的粉料进行球磨混料；
(3)将混合好的料烘干，过筛，冷等静压成形；
(4)将成形好的料在1400℃空气气氛中进行烧结，并保温8小时；
(5)将上述烧结好的陶瓷材料在300℃进行30小时，900℃5小时进行晶粒细化退火处理。即得晶粒尺寸为200nm的纳米Y-ZrO2陶瓷材料。
(6)在1200℃进行拉伸实验，能得到500％的变形量。

Claims (2)

1、超塑性纳米Y-ZrO2陶瓷材料，其特征在于：该材料以ZrO2和Y2O3为原料，所述材料的配方为：ZrO2：0.95～0.97，和Y2O3：0.03～0.05，其比例为实际摩尔数。
2、制备如权利要求1所述的纳米Y-ZrO2陶瓷材料的方法，其特征在于，该方法依次按如下步骤进行：
(1)分别称量按摩尔比为ZrO2：0.95～0.97，和Y2O3：0.03～0.05，进行配料；
(2)将所配制的粉料进行球磨混料；
(3)将混合好的料烘干，过筛，冷等静压成形；
(4)将成形好的料在1400℃～1500℃，空气气氛中进行烧结，并保温4小时～10小时；
(5)将上述烧结好的陶瓷材料在300～1000℃进行晶粒细化退火处理，10～50小时，即得晶粒尺寸小于300nm的纳米Y-ZrO2陶瓷材料；
(6)将退火后的陶瓷材料在1000-1200℃进行压缩、拉伸能得到大于400％的塑性变形。
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