[发明专利]一种氧化锆复合陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化锆复合陶瓷，其特征在于：按质量百分比包括下述组分：

ZrO₂  90.0-96.5％；

TiB₂  3.0-9.5％；

其它不可避免杂质的总量≤1％。

2.根据权利要求1所述的一种氧化锆复合陶瓷，其特征在于：所述TiB₂通过原位生成并均匀分布于ZrO₂基体中。

3.根据权利要求2所述的一种氧化锆复合陶瓷，其特征在于：所述TiB₂的颗粒尺寸为50-500nm。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的一种氧化锆复合陶瓷，其特征在于：所述氧化锆复合陶瓷的表面硬度为1405-1436HV，断裂韧性为11.22-13.30Mpa·m^-1/2，抗弯强度为320-357Mpa。

5.一种制备权利要求1-3任意一项所述的一种氧化锆复合陶瓷的方法，其特征在于包括下述步骤：

步骤一

按质量比TiO₂：B₂O₃＝1.2-1.5:1配取B₂O₃粉末、TiO₂粉末；

然后按所配取的B₂O₃粉末和TiO₂粉末总质量与碳水化合物质量之比为1：8-10配取碳水化合物；

将配取的B₂O₃粉末、TiO₂粉末以及碳水化合物混合均匀后，在保护气氛下进行烧结，得到改性的混合粉末；所述烧结的温度为200-400℃；

步骤二

按质量百分比ZrO₂ 75.0-90.0％、改性的混合粉末10.0-25％，配取ZrO₂粉末和改性的混合粉末并混合均匀，得到混合粉末A；

步骤三

将混合粉末A压制成型后烧结，得到氧化锆复合陶瓷。

6.根据权利要求5所述的一种制备氧化锆复合陶瓷的方法，其特征在于：所述ZrO₂粉末的粒度为50-800nm；所述B₂O₃粉末的粒度为50-800nm，所述TiO₂粉末的粒度为50-800nm。

7.根据权利要求5所述的一种制备氧化锆复合陶瓷的方法，其特征在于：所述碳水化合物选自蔗糖、葡萄糖中的一种；所述碳水化合物颗粒的粒度为200-900nm。

8.根据权利要求5所述的一种制备氧化锆复合陶瓷的方法，其特征在于，步骤一中：

所述改性的混合粉末由表面均匀包覆有C的TiO₂粉末与表面均匀包覆有C的B₂O₃粉末混合组成；

所述改性的混合粉末的粒度为0.1-1.0μm；

所述保护气氛选自氩气气氛、氮气中的一种；

所述烧结的时间为3-7h。

9.根据权利要求5所述的一种制备氧化锆复合陶瓷的方法，其特征在于：步骤二中，将配取的ZrO₂粉末、改性的混合粉末放入氧化锆球磨罐中，以无水乙醇作为球磨介质，控制球磨转速为200-300r/min，球磨12-36h后，对所得浆料进行干燥处理得到混合粉末A。

10.根据权利要求5所述的一种制备氧化锆复合陶瓷的方法，其特征在于，步骤三中：

所述压制成型是：取-200目的混合粉末A；加入占所取混合粉末A质量2-4％的粘结剂，混合均匀后，在20-40Mpa保压1-2min，得到压坏；所述粘结剂选自聚乙烯醇、聚乙烯缩丁醛中的一种；

所述烧结是：将压坯置于烧结炉内，在保护气氛下，先以2-5℃/min的速度升温到300-400℃，保温1-2h，然后再以2-5℃/min的升温速度升温至700-800℃，保温1-2h；接着以5-10℃/min的速度升温到1450-1600℃，保温4-6h后随炉冷却至室温；得到所述氧化锆复合陶瓷；烧结时所用保护气氛选自氮气气氛、氩气气氛中的一种。