氧化锆陶瓷薄片制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及氧化锆陶瓷应用技术领域，特别是涉及一种氧化锆陶瓷薄片制备方 法。
【背景技术】
[0002] 目前，氧化锆陶瓷在工业民用领域应用日益广泛，由于氧化锆陶瓷可以在强度和 韧性要求高的环境条件下使用，因此，氧化锆陶瓷经常被用于制造薄片、基片、衬垫或其他 厚度较小的片材。
[0003] 这些片材不仅可以作为结构部件使用，如应用于工艺品和机械部件等领域，而且 还广泛引用于电子设备微小型化的电子元件中，如，平板式氧传感器和电路板基板等，以及 超大规模集成电路中，因此，这些氧化锆陶瓷片材具有非常广阔的应用前景。
[0004] 然而，现有的氧化锆陶瓷片材制备方法，如，等静压成型、压片成型、注射成型或凝 胶注模成型在制备时需要经过干燥这一步骤，即使用干燥箱预先对氧化锆陶瓷生坯进行干 燥以进行定型操作，用于后续的烧结，但是，由于氧化锆陶瓷片材在结构上具有厚度较轻 薄、面积较大、表面较平整的特性，很容易在干燥过程中出现如下问题：
[0005] 1、生坯局部或全部表面因干燥过度而引发的开裂现象，即表面出现裂痕；
[0006] 2、干燥后的生坯出现过度收缩，无法满足近净尺寸的需求；
[0007] 3、烧结后局部结构较松散；以及其他各种各样的问题，导致其烧结后品质达不到 行业需求。尤其是制备超薄氧化锆陶瓷片材时，现有氧化锆陶瓷片材制备方法的缺陷更为 突出。
【发明内容】
[0008] 基于此，有必要提供一种可以免除干燥工艺、以及制备得到的产品更满足行业品 质需求的氧化锆陶瓷薄片制备方法。
[0009] -种氧化锆陶瓷薄片制备方法，包括如下步骤：
[0010]提供稳定四方相氧化锆粉体、稀土氧化物粉体、溶剂、分散剂、紫外光引发剂、光敏 聚合单体和助剂；
[0011]将所述四方相氧化锆粉体、所述稀土氧化物粉体和所述溶剂混合，并进行超声打 散团聚操作，再进行蒸发操作将所述溶剂除去，得到混合粉体；
[0012] 将所述混合粉体、所述分散剂、所述紫外光引发剂、所述光敏聚合单体和所述助剂 进行混合后，进行球磨和除泡操作，得到氧化锆陶瓷浆料；
[0013] 将所述氧化锆陶瓷浆料加入至陶瓷流延机中，再将承载有所述氧化锆陶瓷浆料的 陶瓷流延机的基板通过紫外光固化机后，在陶瓷流延机的基板上形成氧化锆陶瓷薄片生 坯；
[0014] 将所述氧化锆陶瓷薄片生坯进行烧结后，得到所述氧化锆陶瓷薄片。
[0015] 在其中一个实施例中，将所述四方相氧化锆粉体、所述稀土氧化物粉体和所述溶 剂混合时，每隔预设时间进行超声打散团聚操作。
[0016] 在其中一个实施例中，所述预设时间为5秒~10秒。
[0017] 在其中一个实施例中，所述预设时间为7秒~10秒。
[0018] 在其中一个实施例中，所述预设时间为8秒。
[0019] 在其中一个实施例中，将所述四方相氧化锆粉体、所述稀土氧化物粉体和所述溶 剂混合的操作中，采用磁力搅拌混合操作。
[0020] 在其中一个实施例中，将所述四方相氧化锆粉体、所述稀土氧化物粉体和所述溶 剂混合的操作中，具体包括如下步骤:预先将所述稀土氧化物粉体与所述溶剂混合后，再加 入所述四方相氧化锆粉体。
[0021] 上述氧化锆陶瓷薄片制备方法采用紫外光引发交联固化反应来实现原位固化效 果，从而可以免除传统的干燥工艺，从而可以避免生坯的表面因干燥过度而引发的开裂现 象、干燥后的生坯出现过度收缩，无法满足近净尺寸的需求、以及烧结后局部结构较松散的 问题，进而可以确保制备得到的产品品质更佳，达到行业需求。
【附图说明】
[0022] 图1为一实施方式的氧化锆陶瓷薄片制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0023] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明 的【具体实施方式】做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发 明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不 违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。
[0024] 请参阅图1，一实施方式的氧化锆陶瓷薄片制备方法包括如下步骤：
[0025] S110:提供稳定四方相氧化锆粉体、稀土氧化物粉体、溶剂、分散剂、紫外光引发 剂、光敏聚合单体和助剂。
[0026] -实施方式中，所述稳定四方相氧化错粉体的D50(中值粒径)为0.5μηι~2.5μηι，采 用上述中值粒径的稳定四方相氧化锆粉体可以制备得到分散更均匀的二氧化锆陶瓷浆料， 从而使制备得到的氧化锆陶瓷薄片的机械性能更佳，尤其是超薄的氧化锆陶瓷薄片，如厚 度为0.1~0.8mm的氧化锆陶瓷薄片，其机械性能更佳，如韧性、抗折断性能和硬度更佳，且 表面平整度也更佳。
[0027] 一实施方式中，所述稀土氧化物粉体包括氧化钇粉体以及其他辅助稀土氧化物粉 体，例如，所述稳定四方相氧化锆粉体、所述氧化钇粉体以及所述其他辅助稀土氧化物粉体 的质量比为(85~95): (2~15): (0.5~10)，优选的，所述稳定四方相氧化错粉体、所述氧化 钇粉体以及所述其他辅助稀土氧化物粉体的质量比为90:7:0.5,这样，通过在所述稳定四 方相氧化锆粉体掺杂所述稀土氧化物粉体，可以进一步提高所述氧化锆陶瓷薄片的机械性 能，而且，还可以在后续的烧结工艺中，抑制晶粒的长大，从而可以得到晶粒细小、致密度 高、电学性能良好的所述氧化锆陶瓷薄片。
[0028]进一步的，所述其他辅助稀土氧化物粉体包括氧化镧粉体、氧化铈粉体、氧化镨粉 体、氧化钕粉体、氧化钷粉体、氧化钐粉体、氧化铕粉体、氧化钆粉体、氧化铽粉体、氧化镝粉 体、氧化钬粉体、氧化铒粉体、氧化铥粉体、氧化镱粉体、氧化镥粉体、氧化钪粉体，例如，氧 化镧粉体、氧化铈粉体、氧化镨粉体、氧化钕粉体、氧化钷粉体、氧化钐粉体、氧化铕粉体、氧 化钆粉体、氧化铽粉体、氧化镝粉体、氧化钬粉体、氧化铒粉体、氧化铥粉体、氧化镱粉体、氧 化镥粉体、氧化钪粉体的质量比为（1~1.5): (1~1.5): (1~1.5): (1~1.5): (1~1.5): (1 ~1.5):(1~1.5):(1~1.5):(1~1.5):(1~1.5):(1~1.5):(1~1.5):(1~1.5):(1~ 1.5):(1~1.5):(1~1.5)，优选的，氧化镧粉体、氧化铈粉体、氧化镨粉体、氧化钕粉体、氧 化钷粉体、氧化钐粉体、氧化铕粉体、氧化钆粉体、氧化铽粉体、氧化镝粉体、氧化钬粉体、氧 化铒粉体、氧化铥粉体、氧化镱粉体、氧化镥粉体、氧化钪粉体的质量比为1.5:1:1.5:1:1: 1.5:1.5:1:1.5:1.5:1:1.5:1，这样，更有利于在后续的烧结工艺中，抑制晶粒的 长大，从而可以得到晶粒细小、致密度高、电学性能良好的所述氧化锆陶瓷薄片。
[0029] 需要说明的是，所述稀土氧化物指元素周期表中原子序数为57到71的15种镧系元 素氧化物，以及与镧系元素化学性质相似的钪(Sc)和钇(Y)共17种元素的氧化物。即所述稀 土氧化物包括氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钷、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧 化镝、氧化钬、氧化铒、氧化镑、氧化镱、氧化镥、氧化钪以及氧化?乙。
[0030] S120:将所述四方相氧化锆粉体、所述稀土氧化物粉体和所述溶剂混合，再进行蒸 发操作将所述溶剂除去，得到混合粉体。
[0031 ] -实施方式中，选取沸点较低的溶剂。例如，所述溶剂包括二元共沸混合溶剂，所 述二元共沸混合溶剂包括乙醇/甲乙酮二元共沸混合溶剂、乙醇/三氯乙烯二元共沸混合溶 剂、三氯乙烯/甲乙酮二元共沸混合溶剂中的至少一种。例如，所述二元共沸混合溶剂为乙 醇/甲乙酮二元共沸混合溶剂，两者的摩尔比为1:1。采用上述二元共沸混合溶剂可以在后 续的光固化过程中，具有沸点低、易蒸发除去，即挥发快、干燥时间短、溶剂用量少、无需干 燥过程、对粉体湿润性强、后续除泡较简单的优点。
[0032] 此外，所述溶剂采用上述二元共沸混合溶剂可以减小与所述四方相氧化锆粉体和 所述稀土氧化物粉体的表面张力，从而可以提高对所述四方相氧化锆粉体