[发明专利]一种氧化钇稳定氧化锆粉体及其制备方法和陶瓷

说明书

本发明属于粉体材料制备技术领域，具体提供了一种氧化钇稳定氧化锆粉体及其制备方法和陶瓷。本发明利用阳离子表面活性剂包覆氧化钇粉体，利用阴离子表面活性剂包覆氧化锆粉体，再通过静电引力作用，得到氧化钇均匀包覆氧化锆的粉体。利用本发明制备得到的陶瓷，相对密度为98.7～99.5％；硬度达到1352～1432HV，断裂韧性达到4.47～4.82MPa·m^1/2。

技术领域

本发明属于粉体材料制备技术领域，尤其涉及一种氧化钇稳定氧化锆粉体及其制备方法和陶瓷。

背景技术

氧化锆具有高强度、高硬度和良好的生物相容性，可用于制作牙科、人体骨胳等生物材料，也可用于制作精细结构的陶瓷复合材料。但纯氧化锆接触水蒸气后，容易老化开裂，因此，现有技术常常向氧化锆中添加氧化钇作为稳定剂，制备氧化钇稳定氧化锆粉体。目前，工业制备氧化钇稳定氧化锆粉体的方法有机械混合法和共沉淀法，其中机械混合法是较为常用的一种。机械混合法是将氧化钇和氧化锆粉体直接混合，通过球磨使氧化钇分布在氧化锆表面，从而得到氧化钇稳定氧化锆粉体的一种制备方法。

现有技术公开的机械混合法虽然能够得到氧化钇稳定氧化锆粉体，但所得粉体的氧化钇并不能均匀包覆在氧化锆的表面，导致在烧结过程中出现二次再结晶或局部粗大化，直接影响氧化锆陶瓷制品的成相和机械性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种氧化钇稳定氧化锆粉体的制备方法，本发明提供的制备方法能够得到表面均匀包覆氧化钇层的氧化锆粉体，利用所得氧化钇稳定氧化锆粉体制备得到的陶瓷具有较高的硬度和韧性。

为实现以上目的，本发明提供了一种氧化钇稳定氧化锆粉体的制备方法，包括如下步骤：

一种氧化钇稳定氧化锆粉体的制备方法，包括如下步骤：

(1)将氧化钇粉体和阳离子表面活性剂分散到去离子水中，得到氧化钇分散液；

将所述氧化锆粉体和阴离子表面活性剂分散到去离子水中，得到氧化锆分散液；

所述氧化钇粉体与氧化锆粉体的粒径比为1:5～20；

(2)在交流电场和搅拌条件下，将所述步骤(1)得到的氧化钇分散液与氧化锆分散液混合，进行包覆，得到氧化钇包覆氧化锆的浆料；所述浆料中氧化钇与氧化锆的质量比为1:4～20；

(3)对所述步骤(2)得到的浆料依次进行干燥和粉碎，得到氧化钇稳定氧化锆粉体。

优选的，所述步骤(1)中，氧化钇粉体与阳离子表面活性剂的质量比为1:0.003～0.005，所述氧化钇分散液的固含量为20～30％，所述固含量以氧化钇占氧化钇分散液总量的质量百分比计；

氧化锆粉体与阴离子表面活性剂的质量比为1:0.003～0.005，所述氧化锆分散液的固含量为20～30％，所述固含量以氧化锆占氧化锆分散液总量的质量百分比计。

优选的，所述步骤(1)中氧化钇粉体的粒径为40～60nm。

优选的，所述步骤(1)中阳离子表面活性剂包括氯代十六烷基吡啶或十六烷基三甲基溴化铵；所述阴离子表面活性剂包括脱氧胆酸钠或聚甲基丙烯酸。

优选的，所述步骤(1)中氧化钇分散液的制备方法包括：

将阳离子表面活性剂溶解于部分去离子水中，得到阳离子表面活性剂去离子水溶液；

将所述阳离子表面活性剂去离子水溶液与氧化钇粉体和余下的去离子水混合后，球磨得到氧化钇分散液。

优选的，所述步骤(1)中氧化锆分散液的制备方法包括：将所述氧化锆粉体、阴离子表面活性剂与去离子水混合后球磨，得到氧化锆分散液。