[发明专利]一种有色氧化锆陶瓷及其制备方法

说明书

本发明涉及一种有色氧化锆陶瓷及其制备方法，不同于常规制备方法，本发明中将陶瓷粉料依次进行干压成型、冷等静压成型后依次进行真空烧结、打磨抛光即可获得一种有色氧化锆陶瓷。本发明中在无需添加着色剂的情况下经真空烧结即可获得一种银灰色或黑色氧化锆陶瓷，上述陶瓷致密度高且着色均匀、美观。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种有色氧化锆陶瓷及其制备方法。

背景技术

氧化锆陶瓷是最重要的结构陶瓷之一，因为它具有优良的力学性能，具有高硬度、高强度和高断裂韧性等，所以氧化锆陶瓷的应用非常广泛。近年来，银灰色和黑色氧化锆陶瓷以其优异的机械性能、鲜艳的颜色、金属光泽和无过敏作用等特点，成为高档装饰的新宠材料，在高档表链、手链、手机外壳等有着广阔的市场前景，另外，在光学功能材料领域也有极大的应用价值。

目前所知的有色氧化锆陶瓷的制备方法主要有两种：(1)将大气烧成后的氧化锆陶瓷进行真空、还原气氛或惰性气氛中发黑，形成氧空位，从而形成色心的点缺陷，产生对光的吸收效应；(2)在氧化锆中掺杂铁、钴、镍等色料氧化物，通过添加色料提高对光的吸收，从而提高氧化锆材料的遮盖力和黑度。

Renaud Briod等在美国专利“Method of manufacturing a black zirconia-based article and black zirconia-based decorative article notably obtained bythis method”(US Pat.5711906，1998)中提到了一种以CoFe₂O₄为着色剂制备黑色氧化锆陶瓷的方法；Hiroyuki Fujisaki在美国专利“Powder for black zirconia sintered body,production method thereof,and sintered body thereof”(US Pat.7553789B2，2009)中以(Co_1-xZn_x)(Fe_1-yAl_y)₂O₄(0＜x＜0.5,0<y＜0.5)为着色剂，制备了黑色氧化锆陶瓷；NabilNahas等在美国专利“Colored sintered zirconia”(US Pat.9126870B2,2015)中提到了多种颜色的氧化锆陶瓷的着色方法，其中黑色氧化锆陶瓷采用的是(La_0.8Sr_0.2)MnO₃着色剂，而灰色氧化锆陶瓷则采用了La(Co_0.6Cr_0.4)O₃的着色剂，且着色剂含量越高，黑度越高；Nabil J Nahas在美国专利“Decorative article containing an equipped,colouredand sintered zirconia part”(US Pat.9340679B2，2016)中以La(Co_0.3Fe_0.4Cr_0.3)O₃为着色剂制备了黑色的氧化锆陶瓷；仁士永山等在日本专利“Gray zirconia sinteredbodyandmanufacturing method thereof”(JP Pat.JP5387189B2，2009)中以ZrSi(Ni,Co)O₄为着色剂，制备了灰色的氧化锆陶瓷。Kazunori Soroi在美国专利“Zirconia type blackdecorative article and process forproductionthereof”(US Pat.4656145，1987)以Y₂O₃、MgO、CeO₂和CaO为稳定剂在1400-1600℃温度范围内真空烧结得到了黑色的氧化锆陶瓷，但该专利没有给出其烧结陶瓷在光学性能和力学性能上的任何测试结果。