[发明专利]一种立方相氧化锆纤维增强的氧化锆泡沫陶瓷及其制备方法

摘要

本发明公开了一种氧化锆泡沫陶瓷，其制备原料按质量百分比包括以下成份立方相氧化锆短纤维10~30wt%，氧化锆粉体55~75wt%，发泡剂8~12wt%，成型剂0.5~1.0wt%，粘结剂0.3~0.5wt%，烧结助剂2.0~3.0wt%。本发明还公开了其制备方法。本发明与现有的泡沫陶瓷相比较，本发明的优点是抗弯强度较高，比目前氧化锆泡沫陶瓷的力学性能更好，可以满足较广泛应用，扩大了泡沫陶瓷的而使用范围。而且制作工艺简单，适合工业化生产。

主权项

一种氧化锆纤维增强的氧化锆闭孔泡沫陶瓷的制备方法，其特征在于：所述制备方法具体包括如下：(1)制备立方相氧化锆短纤维1.1)取碱式碳酸锆粉溶于乙酸和蒸馏水中，混合置于烧杯中进行反应，反应中产生大量CO2，常温下静置2h，再加入一定量的醋酸钇，采用电动搅拌器搅拌3～4h，使所有物质溶解得到澄清的溶液；1.2)将上述制成的澄清溶液减压加热浓缩，得到乙酸锆溶胶，实验中采用的加热温度为65～75℃恒温水浴，制得的溶胶粘度为20～30Pa·s；1.3)上述制成的乙酸锆溶胶，采用离心纺丝的方式得到前驱体凝胶纤维；1.4)上述制成的凝胶纤维放入马弗炉中进行600℃中温煅烧，使纤维碳化完全，此时氧化锆连续纤维长度10～30cm；1.5)将上述制成的氧化锆连续纤维切碎后形成3～5mm短纤维。(2)制作坯体2.1)按重量配比，立方相氧化锆短纤维含量10～30wt％，氧化锆粉末含量55～75wt％，硫酸钙含量8～12wt％，CMC含量0.5～1.0wt％，聚乙二醇含量0.3～0.5wt％，滑石粉含量2.0～3.0wt％；2.2)上述配制好的试剂，混合后放在球磨机中进行湿磨3～5小时，将上述湿磨后的混合试剂倒入研钵中加入适量蒸馏水后再次细磨，得到混合均匀的浆料；2.3)将上述得到的浆料在电热鼓风干燥箱内烘干，再滴入少量的聚乙二醇溶液做粘结剂、造粒，倒入模具中成型，放入烘箱中80℃继续干燥4小时，取出坯体；(3)高温热处理上述制成的坯体，先放入中温炉中轻烧处理，轻烧温度500～800℃，处理时间2～3小时；轻烧处理后，再于1500～1700℃高温热处理2～4小时，此时有机物挥发完全；所述轻烧处理步骤如下：将凝胶纤维放入马弗炉中，以2℃/min的升温速率从100℃升温至600℃，并保温0.5h；(4)机加工处理上述制得的陶瓷坯体，经机加工处理，得到一定形状和尺寸，满足一定使用要求的氧化锆纤维增强的氧化锆泡沫陶瓷。