本发明涉及一种调色组合物、氧化锆陶瓷原料组合物、氧化锆陶瓷及其制备方法。
背景技术：
我国制作陶瓷已有几千年的历史，在陶瓷原料的配方中，以硅酸盐、氧化铝为陶瓷的支架理论运用了几千年，中国玉瓷以色泽温润、瓷质细腻在陶瓷领域创造了不朽的神话、传奇和辉煌。
中国玉瓷色泽温润、瓷质细腻，但白度较低，透光性也不理想；骨灰瓷白度高、透光性好，但色泽较为生硬、瓷质较粗糙。制作一种集中国玉瓷的色泽温润、瓷质细腻和西方骨灰瓷的高度洁白、高透光性于一体的瓷器，是陶瓷行业的追求目标。
青玉色的陶瓷因为比较接近玉器的颜色而受到青睐，而现有的玉瓷颜色偏黑，从而使用者感受较差。
技术实现要素：
基于此，有必要提供一种能应用于氧化锆陶瓷中得到青玉色的氧化锆陶瓷的调色组合物、氧化锆陶瓷原料组合物、氧化锆陶瓷及其制备方法。
一种调色组合物，用于调整氧化锆陶瓷的颜色，其特征在于，包括第一组份、第二组份及第三组份；所述第一组份为氧化铜，所述第二组份选自氧化铝、氧化铥及氧化钕中的至少一种；所述第三组份选自氧化铈、氧化锌、氧化钙、氧化钴、氧化镁、氧化锶、氧化钛及氧化镨中的至少一种，其中所述第一组份、所述第二组份及所述第三组份的质量比为0.001～5：0.001～20：0.001～20。
上述调色组合物，通过第一组份、第二组份及第三组份的复配，能够得到不发黑的青玉色的氧化锆陶瓷，经实验测定，得到的氧化锆陶瓷换算成抛光后的0.5mm的等价厚度、550nm波长下的cielab颜色色度指标为l≥60、-25≤a≤-0.1、-18≤b≤15，透光度＜45％，氧化锆陶瓷的色泽较好。
一种氧化锆陶瓷原料组合物，包括氧化锆陶瓷主体材料及调色组合物，所述调色组合物包括第一组份、第二组份及第三组份；所述氧化锆陶瓷原料组合物中第一组份的质量百分含量为0.001％～5％，所述第一组份为氧化铜；所述氧化锆陶瓷原料组合物中所述第二组份的质量百分含量为0.001％～20％，所述第二组份选自氧化铝、氧化铥及氧化钕中的至少一种；所述氧化锆陶瓷原料组合物中所述第三组份的质量百分含量为0.001％～20％，所述第三组份选自氧化铈、氧化锌、氧化钙、氧化钴、氧化镁、氧化锶、氧化钛及氧化镨中至少一种。
在其中一个实施例中，所述氧化锆陶瓷原料组合物中所述第一组份的质量百分含量为0.005％～1％；及/或
所述氧化锆陶瓷原料组合物中所述第二组份的质量百分含量为0.1％～15％；及/或
所述氧化锆陶瓷原料组合物中所述第三组份的质量百分含量为0.01％～15％。
在其中一个实施例中，所述氧化锆陶瓷主体材料包括氧化锆及氧化铪。
在其中一个实施例中，所述氧化锆陶瓷主体材料包括氧化锆及氧化钇，所述氧化锆陶瓷原料组合物中所述氧化钇的质量百分含量为2.5％～7.85％。
在其中一个实施例中，所述氧化锆陶瓷原料组合物中所述氧化钇的质量百分含量为3％～6.3％。
在其中一个实施例中，所述氧化锆陶瓷原料组合物为d50为0.05μm～1.50μm，比表面积为6m2/g～25m2/g的粉体。
上述的氧化锆陶瓷原料组合物制备得到的氧化锆陶瓷。
在其中一个实施例中，所述氧化锆陶瓷换算成抛光后的0.5mm的等价厚度、550nm波长下的透光度＜45％，色度值l≥60、-25≤a≤-0.1、-18≤b≤15。
一种氧化锆陶瓷的制备方法，将上述的氧化锆陶瓷原料组合物成型并烧结得到氧化锆陶瓷。
具体实施方式
下面将结合具体实施方式对调色组合物、氧化锆陶瓷原料组合物、氧化锆陶瓷及其制备方法进行进一步地详细说明。
一实施方式的氧化锆陶瓷原料组合物，包括氧化锆陶瓷主体材料及调色组合物。
氧化锆陶瓷主体材料主要为氧化锆。当然，为了改善氧化锆陶瓷主体材料的性能，还可能在氧化锆中混合一些其他组分。
在一些实施方式中，氧化锆陶瓷主体材料还包括氧化铪。
在一些实施方式中，氧化锆陶瓷主体材料还包括氧化钇。氧化锆陶瓷原料组合物中氧化钇的质量百分含量为2.5％～7.85％，优选为3％～6.3％。加入氧化钇，能够提高氧化锆陶瓷的强度。
当然，为了进一步提升氧化锆陶瓷的性能，还可以添加其他改性的组分，在此不一一赘述。
调色组合物包括第一组份、第二组份及第三组份。调色组合物能调整氧化锆陶瓷的色调，呈现青玉色的色泽。第一组份、第二组份及第三组份的质量比为0.001～5：0.001～20：0.001～20。
第一组份为氧化铜。氧化铜能够提供青玉色的主色调。氧化锆陶瓷原料组合物中第一组份的质量百分含量为0.001％～5％，进一步优选为0.005％～1％。
第二组份选自氧化铝、氧化铥及氧化钕中的至少一种。氧化铝能提供青玉色的主色调。氧化铥及氧化钕能够调整色调，具体来讲，能调整色调的a值和b值。氧化锆陶瓷原料组合物中第二组份的质量百分含量为0.001％～20％，进一步优选为0.1％～15％。
第三组份选自氧化铈、氧化锌、氧化钙、氧化钴、氧化镁、氧化锶、氧化钛及氧化镨中至少一种。氧化锌和氧化镁能调整氧化锆陶瓷的亮度，具体讲，就是调整色调的l值。氧化铈、氧化钙、氧化钴、氧化锶、氧化钛及氧化镨能够调整色调，具体来讲，能调整色调的a值和b值。氧化锆陶瓷原料组合物中第三组份的质量百分含量为0.001％～20％，优选为0.01％～15％。
在其中一个实施例中，氧化锆陶瓷原料组合物为d50为0.05μm～1.50μm，比表面积为6m2/g～25m2/g的粉体。
需要说明的是，上述氧化锆陶瓷原料组合物中，通过调整氧化锆的含量，使得所有组分的总质量百分含量满足100％。
在一些实施例中，氧化锆陶瓷原料组合物中不含有氧化铁。氧化锆陶瓷原料组合物能避免氧化铁带来其他色调，保证制备的氧化锆陶瓷为青玉色。
在一些实施方式中，氧化锆陶瓷原料组合物中不含有氧化钴。氧化锆陶瓷原料组合物能避免氧化钴带来其他色调，保证制备的氧化锆陶瓷为青玉色。
在一些实施方式中，氧化锆陶瓷原料组合物中不含有氧化硅。氧化硅能降低氧化锆陶瓷的强度，不含有氧化硅的氧化锆陶瓷原料组合物制备的氧化锆陶瓷的四点弯曲强度较高。
上述氧化锆陶瓷原料组合物中，通过第一组份、第二组份及第三组份的复配，能够得到不发黑的青玉色的氧化锆陶瓷，经实验测定，得到的氧化锆陶瓷换算成抛光后的0.5mm的等价厚度、550nm波长下的cielab颜色色度指标为l≥60、-25≤a≤-0.1、-18≤b≤15，透光度＜45％，氧化锆陶瓷的色泽较好；上述氧化锆陶瓷组合物制备得到的氧化锆陶瓷的强度较好。
一实施方式的氧化锆陶瓷，由上述氧化锆陶瓷原料组合物制备得到。
在其中一个实施例中，氧化锆陶瓷换算成抛光后的0.5mm的等价厚度、550nm波长下的透光度＜45％，色度值l≥60、-25≤a≤-0.1、-18≤b≤15。
上述氧化锆陶瓷为不发黑的青玉色的氧化锆陶瓷，经实验测定，得到的氧化锆陶瓷换算成抛光后的0.5mm的等价厚度、550nm波长下的cielab颜色色度指标为l≥60、-25≤a≤-0.1、-18≤b≤15，透光度＜45％，氧化锆陶瓷的色泽较好；上述氧化锆陶瓷的强度较好。
上述氧化锆陶瓷的制备方法，包括以下步骤：
步骤s110、提供氧化锆陶瓷原料组合物。
在其中一个实施例中，氧化锆陶瓷原料组合物通过将氧化锆陶瓷主体材料及调色组合物的各原料研磨充分混合得到。进一步的，研磨可以为砂磨、球磨。更进一步的，球磨为湿法球磨或干法球磨。
在其中一个实施例中，调色组合物通过将各原料对应的盐溶液与碱溶液混合进行沉淀反应，得到沉淀并煅烧得到。将陶瓷氧化锆陶瓷主体材料与调色组合物研磨充分混合得到氧化锆陶瓷原料组合物。进一步的，碱溶液为氢氧化钠溶液。盐溶液为氯化物溶液或硝酸盐溶液中的至少一种，此处对应的意思为，氧化铜对应的盐溶液为氯化铜溶液或硝酸铜溶液。进一步的，研磨可以为砂磨、球磨。更进一步的球磨为湿法球磨或干法球磨。
步骤s120、将氧化锆陶瓷原料组合物成型并烧结得到氧化锆陶瓷。
在其中一个实施例中，将氧化锆陶瓷原料组合物造粒得到陶瓷粉体，冷等静压压制成型，之后烧结得到氧化锆陶瓷。进一步的，冷等静压压制成型的压力为100mpa。进一步的，烧结的工艺参数为：以2℃/min的升温速率升至1360℃，保温1.5h进行烧结。
在其中一个实施例中，将氧化锆陶瓷原料组合物与聚丙烯树脂、硬脂酸和的石蜡混合得到预混料，将预混料混炼后注射成型得到素坯，之后将素坯进行排胶及烧结得到氧化锆陶瓷。优选的，预混料中，聚丙烯树脂的质量百分含量为6％，硬脂酸的质量百分含量为1.5％，石蜡为普通石蜡，石蜡的质量百分含量为7％。优选的，混炼的工艺参数为：170℃下混炼3小时。优选的，排胶的工艺参数为：以0.1℃/min的升温速率升至200℃、0.4℃/min的升温速率由200℃升至400℃，400℃保温2小时排胶。优选的，烧结的工艺参数为：以2℃/min升至1360℃保温1.5小时。
在其中一个实施例中，将氧化锆陶瓷原料组合物与pvb溶液及溶剂混合，用砂磨或者球磨充分混合分散后得到陶瓷浆料，将陶瓷浆料流延成型，排胶并烧结得到氧化锆陶瓷。优选的，pvb溶液中pvb与氧化锆陶瓷原料组合物的质量比为6：100。优选的，溶剂为甲苯异丙醇。优选的，排胶的工艺参数为：以0.3℃/min的升温速率升至280℃保温2小时排胶。优选的，烧结的工艺参数为：以2℃/min速率升至1450℃，保温1.5小时。
上述几种实施方式，仅仅示例性的列举了氧化锆陶瓷的几种制备方法，需要说明的是，氧化锆陶瓷不限于采用上述制备方法，可以采用业内其他制备方法制备，只要控制原料为氧化锆陶瓷原料组合物即可得到不发黑的青玉色的氧化锆陶瓷。
上述氧化锆陶瓷的制备方法，操作简单，制备得到的氧化锆陶瓷为不发黑的青玉色的氧化锆陶瓷。
以下为具体实施例。
以下实施例中的含量均为质量百分含量，份数为质量分数。以下实施例中如无特殊说明，则不包括除不可避免的杂质以外的其他未指出组分。
实施例1
取98.999份氧化锆陶瓷主体材料(含有2.5％的y2o3，比表面积为18m2/g)，加入0.001份cuo、0.34份al2o3、0.01份coo、0.12份ceo2、0.43份mgo，用球磨充分混合分散后干燥氧化锆陶瓷原料组合物，造粒得到母粒。用100mpa冷等静压压制成平板，后以2℃/min的升温速率升至1360℃，保温1.5h得到氧化锆陶瓷。
实施例2
取92.95份氧化锆陶瓷主体材料(含有7.85％质量分数的y2o3，比表面积为12m2/g)，加入5.0份cuo、0.48份al2o3、0.96份nd2o3、0.66份cao湿法球磨分散，干燥得到氧化锆陶瓷原料组合物。氧化锆陶瓷原料组合物与聚丙烯树脂、硬脂酸和普通石蜡在170℃下混炼3小时得到预混物，预混物中聚丙烯树脂的含量为6％，硬脂酸的含量为1.5％，普通石蜡的含量为7％。将预混物注射成型。以0.1℃/min升温速率升至200℃、0.4℃/min由200℃升至400℃，400℃保温2小时排胶，再以2℃/min升至1360℃保温1.5小时得到氧化锆陶瓷。
实施例3
向含有cu(no3)2、al(no3)3、nd(no3)3、sr(no3)2、cecl3的混合溶液中边搅拌边滴加质量百分含量为18％的naoh溶液得到沉淀混合物，其中溶液中含有0.94％cu(no3)2、4％的al(no3)3、2.36％的nd(no3)3、3.4％的sr(no3)2、0.43％的cecl3，调整溶液ph至12，将沉淀混合物洗涤烘干在900℃下1.5小时煅烧得调色组合物。取98.305份氧化锆陶瓷主体材料(含有3.0％质量分数的y2o3，比表面积为12m2/g)加入1.89份调色组合物，用砂磨充分混合分散后得到氧化锆陶瓷原料组合物，干燥造粒得到母粒。用100mpa冷等静压压制成平板，后以2℃/min的升温速率升至1450℃，保温1.5h得到氧化锆陶瓷。
实施例4
向含有2.82％cu(no3)2、4％al(no3)3、2.36％nd(no3)3、3.4％mg(no3)2、0.43％cecl3的混合溶液中边搅拌边滴加过量naoh溶液质量百分含量为18％的naoh溶液得到沉淀混合物，其中溶液中含有2.82％的cu(no3)2、4％的al(no3)3、2.36％的nd(no3)3、3.4％的mg(no3)2、0.43％的cecl3，调整溶液ph至12，将沉淀混合物洗涤烘干在900℃下1.5小时煅烧得调色组合物。取97.77份氧化锆陶瓷主体材料(含有3.42％质量分数的y2o3，比表面积为12m2/g)加入2.23份调色组合物，湿法球磨分散，干燥而成得到氧化锆陶瓷原料组合物，添加预先溶好的pvb溶液(pvb与粉体质量比为6：100)及甲苯异丙醇(甲苯异丙醇与粉体质量比为3:2)，用球磨充分混合分散后得到含有氧化锆陶瓷原料组合物的陶瓷浆料，流延成型，以0.3℃/min的升温速率升至280℃保温2小时排胶，以2℃/min速率升至1450℃，保温1.5小时得到氧化锆陶瓷。
实施例5
取97.77份氧化锆陶瓷主体材料(含有3.42％质量分数的y2o3，比表面积为7m2/g)，加入0.6份cuo、0.48份al2o3、0.6份nd2o3、0.46份mgo、0.21份tio2，用砂磨或者球磨充分混合分散后干燥氧化锆陶瓷原料组合物，造粒得到母粒。用100mpa冷等静压压制成平板，后以2℃/min的升温速率升至1480℃，保温2h得到氧化锆陶瓷。
实施例6
向含有2.82％cu(no3)2、4％al(no3)3、2.36％nd(no3)3、3.4％mg(no3)2、0.43％tm2o3的混合溶液中边搅拌边滴加过量naoh溶液质量百分含量为18％的naoh溶液得到沉淀混合物，其中溶液中含有2.82％的cu(no3)2、4％的al(no3)3、2.36％的nd(no3)3、3.4％的mg(no3)2、0.43％的tm2o3，调整溶液ph至12，将沉淀混合物洗涤烘干在900℃下1.5小时煅烧得调色组合物。取97.77份氧化锆陶瓷主体材料(含有3.42％质量分数的y2o3，比表面积为12m2/g)加入2.23份调色组合物，湿法球磨分散，干燥而成得到氧化锆陶瓷原料组合物，添加预先溶好的pvb溶液(pvb与粉体质量比为6：100)及甲苯异丙醇(甲苯异丙醇与粉体质量比为3:2)，用球磨充分混合分散后得到含有氧化锆陶瓷原料组合物的陶瓷浆料，流延成型，以0.3℃/min的升温速率升至280℃保温2小时排胶，以2℃/min速率升至1450℃，保温1.5小时得到氧化锆陶瓷。
实施例7
取97.17份氧化锆陶瓷主体材料(含有6.17％质量分数的y2o3，比表面积为9m2/g)，加入0.8份cuo、1.3份al2o3、0.63份zno、0.1份pr2o3湿法球磨分散，干燥得到氧化锆陶瓷原料组合物。氧化锆陶瓷原料组合物与聚丙烯树脂、硬脂酸和普通石蜡在170℃下混炼3小时得到预混物，预混物中聚丙烯树脂的含量为6％，硬脂酸的含量为1.5％，普通石蜡的含量为7％。将预混物注射成型。以0.1℃/min升温速率升至200℃、0.4℃/min由200℃升至400℃，400℃保温2小时排胶，再以2℃/min升至1480℃保温2小时得到氧化锆陶瓷。
实施例8
取97.33份氧化锆陶瓷主体材料(含有5.23％质量分数的y2o3，比表面积为7m2/g)，加入1份cuo、0.94份al2o3、0.63份cao、0.1份pr2o3，用砂磨或者球磨充分混合分散后干燥氧化锆陶瓷原料组合物，造粒得到母粒。用100mpa冷等静压压制成平板，后以2℃/min的升温速率升至1480℃，保温2h得到氧化锆陶瓷。
对比例
取96.6份氧化锆陶瓷主体材料(含有4.5％质量分数的y2o3，比表面积为12m2/g)，加入0.2份sio2、0.3份fe2o3、0.2份al2o3、1份coo、0.7份ceo、0.1份pr2o3，用砂磨或者球磨充分混合分散后干燥氧化锆陶瓷原料组合物，造粒得到母粒。用100mpa冷等静压压制成平板，后以2℃/min的升温速率升至1480℃，保温2h得到氧化锆陶瓷。
对实施例1～8制备的氧化锆陶瓷的成分进行测试，成分采用xrf进行测试，以氧化物基准的质量百分含量表示结果见表1。将0.5mm的实施例1～9制备的氧化锆陶瓷片抛光后放入分光光度计中，测量其550nm范围内的可见光透过率，利用色彩计求出利用d65光源的cie(国际照明委员会)的l*、a*、b*色度值，结果见表2。采用排水法密度测试仪测试相对密度，采用万能材料拉力机测试四点弯曲强度，采用恒温恒湿箱和xrd测试老化性能，采用维氏硬度计测试硬度，结果见表2。
表1
表2
从表2可以看出，相较于对比例，实施例1～8制备的氧化锆陶瓷不但颜色更接近玉色，不发黑，四点弯曲强度比对比例明显有较大提高，硬度也高于对比例。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。