一种彩色氧化锆材料及其制备方法与流程

文档序号:17941118发布日期:2019-06-18 23:06阅读:339来源:国知局

本发明涉及彩色氧化锆材料制备技术领域,具体为一种彩色氧化锆材料及其制备方法。



背景技术:

氧化锆是自然界的氧化锆矿物原料,主要有斜锆石和锆英石,锆英石系火成岩深层矿物,颜色有淡黄、棕黄、黄绿等,比重4.6-4.7,硬度7.5,具有强烈的金属光泽,可为陶瓷釉用原料,主要用于压电陶瓷制品,日用陶瓷,耐火材料及贵重金属熔炼用的锆砖、锆管、坩埚等,也用于生产钢及有色金属、光学玻璃和二氧化锆纤维,可作为高效的高温隔热材料,2.氧化锆纤维:在航空航天、国防军工、原子能等领域,用来超高温隔热防护材料和陶瓷基复合增强材料;在陶瓷烧结、金属冶炼、高温分解、半导体制造、石英熔融等领域,用来制造耐高于1500℃以上高温的超高温工业窑炉、超高温实验电炉和其他超高温加热装置等;还可作为高温过滤材料和高温反应催化剂载体以及用作塑料、橡胶、乳胶等的惰性填充剂,3.用作塑料、橡胶、乳胶等的惰性填充剂、增量剂,适用于胶管、胶带、模压制品、挤出制品和鞋类等,也用作环氧胶黏剂及密封胶的填充剂,也是制造陶瓷、搪瓷和玻璃器皿的常用原料,4.用于制造功能陶瓷和结构陶瓷,或作研磨材料,5.因其折射率大、熔点高、耐蚀性强,故用于窑业原料,压电陶瓷制品有滤波器、扬声器超声波水声探测器等,还有日用陶瓷(工业陶瓷釉药)、耐火材料、贵重金属熔炼用的锆砖及锆管等,还用于钢、有色金属、光学玻璃、二氧化锆纤维、化妆品中作颜料。

一般氧化锆陶瓷着色大多使用的是方法是将预烧结的氧化锆陶瓷浸入着色液中渗透,然后烧结,渗透染色液的方法操作简单,但容易产生着色不均匀的情况,易受操作控制的影响,会影响成品的质量。



技术实现要素:

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足,本发明提供了一种彩色氧化锆材料及其制备方法,解决了现有氧化锆的生产方式着色不均匀,影响成品质量的问题。

(二)技术方案

为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:一种彩色氧化锆材料,其原料按重量份比包括:氧化锆粉体40-60份、着色剂30-50份、烧结助剂20-40份、粘合剂25-55份、氧化铝20-30份、稳定剂20-45份和氧化钇35-40份。

优选的,其原料包括如下组分:氧化锆粉体50份、着色剂40份、烧结助剂30份、粘合剂30份、氧化铝25份、稳定剂30份和氧化钇37份。

优选的,其原料包括如下组分:氧化锆粉体40份、着色剂30份、烧结助剂20份、粘合剂25份、氧化铝20份、稳定剂20份和氧化钇35份。

优选的,其原料包括如下组分:氧化锆粉体60份、着色剂50份、烧结助剂40份、粘合剂55份、氧化铝30份、稳定剂45份和氧化钇40份。

优选的,所述着色剂中包含铒离子、镨离子、铈离子、钕离子、铁离子和钴离子中的一种或多种。

氧化锆(zro2)自然界的氧化锆矿物原料,主要有斜锆石和锆英石,锆英石系火成岩深层矿物,颜色有淡黄、棕黄、黄绿等,比重4.6-4.7,硬度7.5,具有强烈的金属光泽,可为陶瓷釉用原料。

氧化铝,化学式al2o3,是一种高硬度的化合物,熔点为2054℃,沸点为2980℃,在高温下可电离的离子晶体,常用于制造耐火材料。

广义地讲,能增加溶液、胶体、固体、混合物的稳定性能化学物都叫稳定剂。它可以减慢反应,保持化学平衡,降低表面张力,防止光、热分解或氧化分解等作用,广义的化学稳定剂来源非常广泛,主要根据配方设计者的设计目的,可以灵活的使用任何化学物以达到产品品质稳定的目的。

氧化钇主要用作制造微波用磁性材料和军工用重要材料(单晶;钇铁柘榴石、钇铝柘榴石等复合氧化物),也用作光学玻璃、陶瓷材料添加剂、大屏幕电视用高亮度荧光粉和其他显像管涂料,还用于制造薄膜电容器和特种耐火材料,以及高压水银灯、激光、储存元件等的磁泡材料,烧结时添加氧化钇可有效降低钨合金的晶粒度。

本发明还公开了一种彩色氧化锆材料的制备方法,具体包括以下步骤:

s1、首先选取相应比份的氧化锆粉体、着色剂、烧结助剂和氧化铝,并将其投入至球磨机中进行研磨,研磨时间为2-3小时,使其成为颗粒状,得到研磨混合物;

s2、将s1中得到的研磨混合物倒入真空干燥机中进行干燥,干燥时间为7-16小时,并将真空干燥机中的温度控制在-35~-50℃,真空度为3~60pa;

s3、将s2得到的干燥后的混合物倒入搅拌机中进行搅拌,然后依次倒入适量的氧化钇、粘合剂和稳定剂,进行混合搅拌,搅拌时间为2-3小时,搅拌温度控制在5-10℃,搅拌速率为200-300转/分钟;

s4、将s3制得的混合物再次倒入真空干燥机中进行干燥,干燥时间为1-5小时,并将真空干燥机中的温度控制在-35~-50℃,真空度为3~60pa;

s5、将粉末倒入模具中,经干压成型后,得到坯体,然后将柸体切削之后进行烧结,得到彩色氧化锆材料。

优选的,所述s1中使用的球磨机为行星球磨机,行星球磨机型号为tc06-xqm-4。

优选的,所述s5中烧结温度为900-1050℃。

(三)有益效果

本发明提供了一种彩色氧化锆材料及其制备方法。与现有技术相比具备以下有益效果:该彩色氧化锆材料及其制备方法,其原料按重量份比包括:氧化锆粉体40-60份、着色剂30-50份、烧结助剂20-40份、粘合剂25-55份、氧化铝20-30份、稳定剂20-45份和氧化钇35-40份,其制备方法具体包括以下步骤:s1、首先选取相应比份的氧化锆粉体、着色剂、烧结助剂和氧化铝,并将其投入至球磨机中进行研磨,研磨时间为2-3小时,使其成为颗粒状,得到研磨混合物,s2、将s1中得到的研磨混合物倒入真空干燥机中进行干燥,干燥时间为7-16小时,并将真空干燥机中的温度控制在-35~-50℃,真空度为3~60pa,s3、将s2得到的干燥后的混合物倒入搅拌机中进行搅拌,然后依次倒入适量的氧化钇、粘合剂和稳定剂,进行混合搅拌,搅拌时间为2-3小时,搅拌温度控制在5-10℃,搅拌速率为200-300转/分钟,s4、将s3制得的混合物再次倒入真空干燥机中进行干燥,干燥时间为1-5小时,并将真空干燥机中的温度控制在-35~-50℃,真空度为3~60pa,s5、将粉末倒入模具中,经干压成型后,得到坯体,然后将柸体切削之后进行烧结,得到彩色氧化锆材料,通过在原料加工的时候就加入着色剂,使得成品的颜色分布更加均匀,彩色氧化锆材料的生产工艺较为简单,方便进行操作,提高了成品利用率,降低了生产成本。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供三种技术方案:一种彩色氧化锆材料的制备方法,具体包括以下实施例:

实施例1

s1、首先将50份氧化锆粉体、40份着色剂、30份烧结助剂和25份氧化铝,并将其投入至球磨机中进行研磨,研磨时间为2.5小时,使其成为颗粒状,得到研磨混合物;

s2、将s1中得到的研磨混合物倒入真空干燥机中进行干燥,干燥时间为12小时,并将真空干燥机中的温度控制在-43℃,真空度为32pa;

s3、将s2得到的干燥后的混合物倒入搅拌机中进行搅拌,然后依次倒入37份氧化钇、30份粘合剂和30份稳定剂,进行混合搅拌,搅拌时间为2.5小时,搅拌温度控制在8℃,搅拌速率为250转/分钟;

s4、将s3制得的混合物再次倒入真空干燥机中进行干燥,干燥时间为3小时,并将真空干燥机中的温度控制在-43℃,真空度为32pa;

s5、将粉末倒入模具中,经干压成型后,得到坯体,然后将柸体切削之后进行烧结,得到彩色氧化锆材料。

实施例2

s1、首先将40份氧化锆粉体、30份着色剂、20份烧结助剂和20份氧化铝,并将其投入至球磨机中进行研磨,研磨时间为2小时,使其成为颗粒状,得到研磨混合物;

s2、将s1中得到的研磨混合物倒入真空干燥机中进行干燥,干燥时间为7小时,并将真空干燥机中的温度控制在-35℃,真空度为3pa;

s3、将s2得到的干燥后的混合物倒入搅拌机中进行搅拌,然后依次倒入35份氧化钇、25份粘合剂和20份稳定剂,进行混合搅拌,搅拌时间为2小时,搅拌温度控制在5℃,搅拌速率为200转/分钟;

s4、将s3制得的混合物再次倒入真空干燥机中进行干燥,干燥时间为3小时,并将真空干燥机中的温度控制在-35℃,真空度为3pa;

s5、将粉末倒入模具中,经干压成型后,得到坯体,然后将柸体切削之后进行烧结,得到彩色氧化锆材料。

实施例3

s1、首先将60份氧化锆粉体、50份着色剂、40份烧结助剂和30份氧化铝,并将其投入至球磨机中进行研磨,研磨时间为3小时,使其成为颗粒状,得到研磨混合物;

s2、将s1中得到的研磨混合物倒入真空干燥机中进行干燥,干燥时间为16小时,并将真空干燥机中的温度控制在-50℃,真空度为60pa;

s3、将s2得到的干燥后的混合物倒入搅拌机中进行搅拌,然后依次倒入40份氧化钇、55份粘合剂和45份稳定剂,进行混合搅拌,搅拌时间为3小时,搅拌温度控制在10℃,搅拌速率为300转/分钟;

s4、将s3制得的混合物再次倒入真空干燥机中进行干燥,干燥时间为5小时,并将真空干燥机中的温度控制在-50℃,真空度为60pa;

s5、将粉末倒入模具中,经干压成型后,得到坯体,然后将柸体切削之后进行烧结,得到彩色氧化锆材料。

效果实施例

某装饰材料厂使用本发明实施例1-3对彩色氧化锆材料进行制备,使用实施例1进行制备的时候,彩色氧化锆材料的颜色很均匀,硬度较高,使用实施例2和实施例3进行制备的时候,彩色氧化锆材料颜色较为均匀,硬度一般,因此实施例1生产的彩色氧化锆材料最佳。

需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

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