>[0048]本实施例1制备的黑色ZrO2粉体，其XRD图谱参见图1。由图1可知，采用该法制备陶瓷粉体物相组成为Zr02与黑色色料(铁、钴、镍的铬酸盐)；图2为黑色21<)2陶瓷粉体的TEM电镜照片，从照片看看出，该粉体为纳米粉体，其颗粒大小在20纳米左右。
[0049]实施例2:
[0050]1.有机网络前驱体的制备:
[0051]按聚乙烯醇4%的浓度和水按比例混合，并在85°C左右下加热并搅拌2-3小时，然后静置冷却到室温，得到聚乙烯醇水溶液。
[0052]2.Zr4+和着色离子/有机网络凝胶的制备:
[0053]取60ml上述配制好的聚乙烯醇溶液，按配比加入氧氯化锆40g后搅拌至其全部溶解；再加入1.46g六水合硝酸钇搅拌至溶解；再加入1.57g九水合硝酸铁，1.0g九水合硝酸铬，0.71g六水合硝酸钴，0.29g六水合硝酸镍搅拌至均匀；再加入3ml的戊二醛，快速搅拌均匀，直至形成凝胶；
[0054]3.Zr4+和着色离子/有机网络凝胶后处理:
[0055]将上述凝胶静置3小时后，置于氨水(质量百分比浓度为28% )中浸泡24小时，洗涤，再放入烘箱中80°C下烘干，并破碎成细粉；
[0056]4.黑色21<)2陶瓷粉体的制备:
[0057]将烘干、破碎后的粉体在800°C下煅烧3小时，即可得到所述黑色ZrO2陶瓷粉体。
[0058]实施例3:
[0059]1.有机网络前驱体的制备:
[0060]按聚乙烯醇6%的浓度和水按比例混合，并在85°C左右下加热并搅拌2-3小时，然后静置冷却到室温。
[0061]2.Zr4+和着色离子/有机网络凝胶的制备:
[0062]取50ml上述配制好的聚乙烯醇溶液，按配比加入氧氯化锆50g后搅拌至其全部溶解；再加入1.83g六水合硝酸钇搅拌至溶解；再加入2.40g九水合硝酸铁，3.96g九水合硝酸铬，0.56g六水合硝酸钴，0.58g六水合硝酸镍搅拌至均匀；再加入5ml的戊二醛，快速搅拌均匀，直至形成凝胶；
[0063]3.Zr4+和着色离子/有机网络凝胶后处理:
[0064]将上述凝胶静置3小时后，置于氨水(质量百分比浓度为25% )中浸泡24小时，洗涤，再放入烘箱中90°C下烘干，并破碎成细粉；
[0065]4.黑色21<)2陶瓷粉体的制备:
[0066]将烘干、破碎后的粉体在1000°C下煅烧I小时，即可得到所述黑色ZrO2陶瓷粉体。
[0067]实施例4:
[0068]1.有机网络前驱体的制备:
[0069]按聚乙烯醇8%的浓度和水按比例混合，并在85°C左右下加热并搅拌2-3小时，然后静置冷却到室温。
[0070]2.Zr4+和着色离子/有机网络凝胶的制备:
[0071]取70ml上述配制好的聚乙烯醇溶液，按配比加入氧氯化锆30g后搅拌至其全部溶解；再加入1.1Og六水合硝酸钇搅拌至溶解；再加入1.12g九水合硝酸铁，1.1lg九水合硝酸铬，0.27g六水合硝酸钴，0.27g六水合硝酸镍搅拌至均匀；然后再加入8ml的戊二醛，快速搅拌均匀，直至形成凝胶；
[0072]3.Zr4+和着色离子/有机网络凝胶后处理:
[0073]将上述凝胶静置3小时后，置于氨水(质量百分比浓度为28% )中浸泡24小时，再直接放入烘箱中90°C下烘干成干凝胶，并破碎成细粉；
[0074]4.黑色21<)2陶瓷粉体的制备:
[0075]将烘干、破碎后的粉体在900°C下煅烧2小时即可得到所述黑色ZrO2陶瓷粉体。
[0076]实施例5:
[0077]1.有机网络前驱体的制备:
[0078]按聚乙烯醇8%的浓度和水按比例混合，并在85°C左右下加热并搅拌2-3小时，然后静置冷却到室温。
[0079]2.Zr4+和着色离子/有机网络凝胶的制备:
[0080]取60ml上述配制好的聚乙烯醇溶液，按配比加入氧氯化锆40g后搅拌至其全部溶解；再加入1.46g六水合硝酸钇搅拌至溶解；再加入1.57g九水合硝酸铁，1.0g九水合硝酸铬，0.71g六水合硝酸钴，0.29g六水合硝酸镍搅拌至均匀；再加入1ml的戊二醛，快速搅拌均匀，直至形成凝胶；
[0081]3.Zr4+和着色离子/有机网络凝胶后处理:
[0082]将上述凝胶静置3小时后，置于氨水中浸泡24小时，再直接放入烘箱中90°C下烘干成干凝胶，并破碎成细粉；
[0083]4.黑色21"02陶瓷粉体的制备:
[0084]将烘干、破碎后的粉体在850°C下煅烧3小时即可得到所述黑色ZrO2陶瓷粉体。
[0085]实施例6:
[0086]1.有机网络前驱体的制备:
[0087]按聚乙烯醇10%的浓度和水按比例混合，并在85°C左右下加热并搅拌2-3小时，然后静置冷却到室温。
[0088]2.Zr4+和着色离子/有机网络凝胶的制备:
[0089]取40ml上述配制好的聚乙烯醇溶液，按配比加入氧氯化锆60g后搅拌至其全部溶解；再加入2.20g六水合硝酸钇搅拌至溶解；再加入3.80g九水合硝酸铁，2.34g九水合硝酸铬，1.68g六水合硝酸钴，0.78g六水合硝酸镍搅拌至均匀；然后再加入3ml的戊二醛，快速搅拌均匀，直至形成凝胶；
[0090]3.Zr4+和着色离子/有机网络凝胶后处理:
[0091]将上述凝胶静置3小时后，置于氨水中浸泡24小时，再直接放入烘箱中90°C下烘干成干凝胶，并破碎成细粉；
[0092]4.黑色21"02陶瓷粉体的制备:
[0093]将烘干、破碎后的粉体在850°C下煅烧3小时即可得到所述黑色ZrO2陶瓷粉体。
[0094]上述实施例中，将烘干后的干凝胶利用快速研磨机进行球磨，破碎成200目细粉。
【主权项】
1.一种黑色氧化锆陶瓷粉体的制备方法，其特征是一种有机网络法合成黑色氧化锆陶瓷粉体的制备方法，该方法一步合成利用有机聚合反应形成网络结构，其中无机的包括Zr4+、Y3+、Fe3+、Cr3+、Co2+、Ni2+离子占据有机三维网络微区，并与扩散进去的OH _发生沉淀反应，最后经过热处理获得四方晶型的黑色氧化锆陶瓷粉体。
2.根据权利要求1所述的黑色氧化锆陶瓷粉体的制备方法，其特征是采用包括以下的步骤方法: (1)有机网络前驱体溶液的制备: 将聚乙烯醇与去离子水按比例混合，在80°C _90°C下加热、搅拌2-3小时，然后静置冷却到室温，得到质量百分比浓度为4% -8%的聚乙烯醇溶液，其为有机网络前驱体溶液； (2)Zr4+和着色离子/有机网络复合凝胶的制备: 在有机网络前驱体溶液中，按质量配比为(40?70):(30?60)加入氧氯化锆混合搅拌至氧氯化锆完全溶解；再分别按质量配比为100:(0.5?2.5):(0.5?2.5):(0.35:1.75):(0.25:1.25): (0.125:0.25)加入硝酸钇、九水合硝酸铁、九水合硝酸铬、六水合硝酸钴、六水合硝酸镍，搅拌至其全部溶解，形成混合溶液；然后按该混合溶液的质量配比为100: (3?10)加入戊二醛溶液，快速搅拌均匀，形成Zr4+和着色离子/有机网络复合湿凝胶； (3)Zr4+及着色离子/有机网络凝胶后处理: 将上述Zr4+和着色离子/有机网络复合湿凝胶静置固化3-5小时后，用氨水浸泡凝胶；然后用去离子水洗涤氨水浸渍后的凝胶，直至洗涤水pH值=7后放入烘箱60-90°C下烘干，再破碎成复合干凝胶粉体； (4)黑色氧化锆陶瓷粉体的制备: 将破碎后的复合干凝胶粉体在800°C -1000°C下煅烧，保温1-3小时，得到所述黑色氧化锆陶瓷粉体。
3.根据权利要求2所述的黑色氧化锆陶瓷粉体的制备方法，其特征在于所述的聚乙烯醇聚合度为1750±50。
4.根据权利要求2所述的黑色氧化锆陶瓷粉体的制备方法，其特征在于步骤(2)中，所述有机网络前驱体溶液、氧氯化锆和戊二醛溶液的质量配比范围为(40?70):(30?60):(3 ?10)。
5.根据权利要求2所述的黑色氧化锆陶瓷粉体的制备方法，其特征在于步骤(2)中，加入九水合硝酸铁、九水合硝酸铬、六水合硝酸钴、六水合硝酸镍的量换算为相应的氧化物其总量占氧化锆的4 % -10 %，且Cr、Fe、Co和Ni元素的摩尔比为20-40:30-60:15-30:10-20，硝酸钇的量按摩尔比Y4+:Zr 4+= 3:97加入。
6.根据权利要求2所述的黑色氧化锆陶瓷粉体的制备方法，其特征在于步骤(2)中，所述的戊二醛溶液为交联剂，其质量百分比浓度为5%。
7.根据权利要求2所述的黑色氧化锆陶瓷粉体的制备方法，其特征在于步骤(3)中，采用氨水浸渍处理，所述的氨水质量百分比浓度为25?28%。
【专利摘要】本发明是一种有机网络法合成黑色氧化锆陶瓷粉体的制备方法，该方法一步合成利用有机聚合反应形成网络结构，其中无机的包括Zr4+、Y3+、Fe3+、Cr3+、Co2+、Ni2+离子占据有机三维网络微区，并与扩散进去的OH-发生沉淀反应，最后经过热处理获得四方晶型的黑色氧化锆陶瓷粉体。本发明制备方法具有工艺操作简单、成本低、粉体纯度高、着色离子与氧化锆混合程度高、呈色好的特点，适宜工业化大规模生产黑色氧化锆粉体，用于生产各种黑色氧化锆陶瓷制品。
【IPC分类】C04B35-48, C04B35-626
【公开号】CN104529437
【申请号】CN201410736552
【发明人】王浩, 吴宇, 熊圣安, 梅森, 杨娟
【申请人】武汉理工大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月5日