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彩色氧化鋯陶瓷的制備

發布時間:2021-09-30 09:25:13

中國陶瓷CMF設計研究應用平臺

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氧化鋯陶瓷強度高、硬度大、韌性好、耐腐蝕,被廣泛應用在各個領域。彩色氧化鋯陶瓷具有優異的機械性能,顏色鮮艷且具有金屬光澤,無過敏作用,成為了高檔裝飾的新寵材料。


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彩色氧化鋯陶瓷的制備

1.固相混合法

顧名思義,是將著色劑、礦化劑等氧化物顆粒按照一定化學配比,與穩定氧化鋯納米粉體進行混合、球磨,固體顆粒晶粒在此過程中被細化,發生了利于實現低溫化學反應的微裂紋、晶格扭曲、表面能升高等現象,制得彩色氧化鋯粉末。



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此方法工藝簡單、成本低、操作方便、易工業化。

但此工藝顆?;旌喜痪鶆?、球磨時間長、過程中易對粉體造成污染,同時著色穩定性不易控制,同一批次顏色不均,最大的缺點是高溫保溫時間長,能耗高,造成著色劑的浪費。

所以在固相混合法基礎上,通常采用電解質分散劑或超聲波分散技術預制粉體顆粒的團聚、沉降,改善粉體顆粒的分散性。


2.化學共沉淀法

化學共沉淀法是利用鋯鹽、穩定劑鹽和著色離子鹽溶液混合后,通過與堿或者碳酸鹽等的反應,共同生成氫氧化物或者碳酸鹽沉淀,然后加熱分解而獲得氧化鋯復合粉體。


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此方法工藝比較復雜,但獲得的粉末純度高、性能優良。

但由于彩色氧化鋯共沉淀離子復雜,后期燒結過程中反應復雜,氧化鋯穩定劑有可能與著色離子發生不可預期的反應,從而大量消耗。會對彩色氧化鋯制品最終性能造成影響,著色離子的顯色光學性能也會受到影響。

采用化學沉淀法制備陶瓷粉料須注意:

a.減少雜質離子的引入,盡可能在固液混合狀態下去除殘留在液相中的諸如NH4+、OH-、Cl-等的各種鹽類雜質離子。

b.采用醇、丙酮等這些有機溶劑洗滌沉淀產物,抑制粉料的團聚。

c.在粉料的干燥階段采用超零界干燥或冷凍干燥的方法,能夠很大程度上消除顆粒的表面張力,使得顆粒之間不能相互吸引、靠近,避免造成顆粒之間的團聚現象。


3.液相浸滲法

把注射成型后的坯體經過水萃取脫脂得到具有連通孔隙結構的坯體,然后將其置于含有著色相離子的溶液中進行浸滲。著色相離子隨著溶液經由孔隙從坯體的表面滲入其內部,最后制得各彩色氧化鋯陶瓷。


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此方法工藝更加簡便,制備出的彩色氧化鋯陶瓷顏色均一,物理性能,且能制得各種復雜形狀的彩色氧化鋯陶瓷。


彩色氧化鋯陶瓷著色劑的選擇

①紅色系列

可選用三氧化二鉻、氧化鋅、氫氧化鋁、氧化鋁硼酸、碳酸鈣、碳酸錳、氟化鈉、四氧化三鉛、石英粉、硫酸亞鐵 

②黃色系列

偏釩酸銨、五氧化二釩、二氧化鈦、重鉻酸鉀、三氧化二銻、石英、氟化鈉、鉬酸銨

③綠色系列

重鉻酸鉀、氟化鈣、碳酸鈣、石英、三氧化二鉻、氫氧化鋁、二氧化硅、硼砂、氧化鈷、氧化鋅 

④藍色系列

氧化鈷、氫氧化鋁、氧化鋅、氧化硅、偏釩酸銨、氟化鈉




參考文獻:

1.高韌性彩色氧化鋯陶瓷的制備及性能研究-劉麗菲

2.彩色氧化鋯陶瓷的制備-張燦英

3.彩色氧化鋯陶瓷的制備工藝進展-程磊






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