[发明专利]棕色氧化锆陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明属于有色氧化锆陶瓷技术领域，具体涉及一种棕色氧化锆陶瓷材料及其制备方法。所述的棕色氧化锆陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：按重量份数，称取40～45份二氧化锰、15～20份土红、25～30份氧化铬、10～15份氧化铁、2～4份氧化锌，混合均匀，加入去离子水中，并加入助磨剂，均匀球磨得到着色剂料浆；将氧化锆粉体加入去离子水中，并加入分散剂，均匀球磨得到氧化锆料浆；将着色剂料浆加入到氧化锆料浆中，混合后造粒、成型、烧结，即得棕色氧化锆陶瓷材料。本发明制备的棕色氧化锆陶瓷材料，光泽度好，化学性能稳定，色泽既透亮又鲜艳，硬度高，韧性高，适合工业化生产。

技术领域

本发明属于有色氧化锆陶瓷技术领域，具体涉及一种棕色氧化锆陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

氧化锆是一类先进的陶瓷材料，具有优良的抗腐蚀、导电性能，化学稳定性极高，氧化锆特有的马氏体相变在材料领域中有着举足轻重的作用。氧化锆除了具有极其优良的力学性能外，还具有很高的折射率，用其制备彩色的多晶材料，具有非常高的观赏性。彩色氧化锆陶瓷表面色彩鲜艳，金属光泽高，对人体无害，因此彩色氧化锆正逐渐向取代金属首饰的趋势发展。

目前，棕色氧化锆陶瓷在很多领域都有应用，现有的棕色氧化锆陶瓷显色后性能不佳。例如专利CN202110855830.2中公开了一种纳米棕色氧化锆粉体，包括铁离子0.5-1.5份，铜离子0.1-1份，锆离子87.5-98.4份，钇离子1-10份；纳米氧化锆粉体的粒度满足D50≤0.06μm， D100≤0.15μm。为得到上述粉体，包括以下步骤：(1)将可溶性的铁化合物、铜化合物、氧氯化锆按照一定的比例溶于水中，然后加入氧化钇，溶解温度为40℃-60℃，得到棕色锆化合物混合溶液；(2)将上述步骤1中的棕色锆化合物混合溶液进行水解反应，得到铁铜锆氧化物混合浆料；(3)将上述步骤2中的混合浆料进行漂洗、烘干，然后进行热分解反应；(4)将上述步骤3中的热分解产物进行球磨、喷雾造粒处理，得到陶瓷手机壳用棕色纳米氧化锆粉体。该制备方法繁琐，且制备得到的陶瓷材料性能不佳。

专利CN201711209995.2中公开了一种超硬氧化锆复合陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：(1)将Y₂O₃，ZrO₂，Al₂O₃，MnO₂混合粉料和蒸馏水进搅拌球磨机混料、磨球；(2)取出浆料，进烘箱烘干至含水率1％，出烘箱后进行筛分，原料即成；(3)液压机压制成型；(4)用聚氨酯薄膜包好产品，进等静压机加固素坯；(5)进炉预烧排胶；(6)进箱式炉烧结，从室温升温到1320-1380℃；保温1.5-2.5小时出炉即成。本发明得到的陶瓷材料外貌特征为棕色，需要降低烧结温度，保证烧结后陶瓷呈现棕色，低温烧结得到氧化锆陶瓷断裂韧性和抗弯强度有待提高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种棕色氧化锆陶瓷材料，光泽度好，化学性能稳定，色泽透亮，硬度高，韧性高；本发明还提供其简单易行的制备方法，成本低，操作简单，适合工业化生产。

本发明所述的棕色氧化锆陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按重量份数，称取40～45份二氧化锰、15～20份土红、25～30份氧化铬、10～15份氧化铁、2～4份氧化锌，并混合均匀，得到着色剂粉料；

(2)将着色剂粉料加入去离子水中，并加入助磨剂，均匀球磨得到着色剂料浆；

(3)将氧化锆粉体加入去离子水中，并加入分散剂，均匀球磨得到氧化锆料浆；

(4)按着色剂粉料7～10wt％、氧化锆粉体90～93wt％的百分比，将着色剂料浆加入到氧化锆料浆中，均匀混合，得到混合料浆；

(5)将混合料浆喷雾造粒并过筛，得到氧化锆陶瓷粉末，通过干压工艺和冷等静压成型将陶瓷粉体制成陶瓷生坯；

(6)将陶瓷生坯进行烧结，即得棕色氧化锆陶瓷材料。