本發明涉及生物技術領域,尤其涉及一種耐磨氧化鋯陶瓷及其制備方法。
背景技術:
純凈的氧化鋯是白色固體,含有雜質時會顯現灰色或淡黃色,添加顯色劑還可顯示各種其它顏色。純氧化鋯的分子量為123.22,理論密度是5.89g/cm3,熔點為2715℃。通常含有少量的氧化鉿,難以分離,但是對氧化鋯的性能沒有明顯的影響。氧化鋯有三種晶體形態:單斜、四方、立方晶相。常溫下氧化鋯只以單斜相出現,加熱到1100℃左右轉變為四方相,加熱到更高溫度會轉化為立方相。由于在單斜相向四方相轉變的時候會產生較大的體積變化,冷卻的時候又會向相反的方向發生較大的體積變化,容易造成產品的開裂,限制了純氧化鋯在高溫領域的應用,其耐磨性能一般。
氧化鋯含雜質時呈黃色或灰色,,在常壓下純氧化鋯共有三種晶態。氧化鋯陶瓷的生產要求制備高純、分散性能好、粒子超細、粒度分布窄的粉體,氧化鋯超細粉末的制備方法很多,氧化鋯的提純主要有氯化和熱分解法、堿金屬氧化分解法、石灰熔融法、等離子弧法、沉淀法、膠體法、水解法、噴霧熱解法等。
技術實現要素:
本發明針對現有技術的不足,提供一種耐磨氧化鋯陶瓷及其制備方法,高溫條件下耐磨性能好。
本發明采用以下技術方案:
耐磨氧化鋯陶瓷,包括以下重量份計的原料:氧化鋯40~50份、氧化鋇1~5份、氧化鋅2~3份、氧化鈷10~12份、羥基磷灰石15~18份、交聯劑8~9份、表面活性劑10~15份。
作為優選,羥基磷灰石中Ga和P之比為1:1.98。
作為優選,交聯劑為N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺、二乙烯三胺或二乙烯基苯中的一種或幾種。
作為優選,表面活性劑為單硬脂酸甘油酯、失水山梨醇倍半油酸酯、丙二醇脂肪酸酯或琥珀酸二辛酯磺酸鈉中的一種或幾種。
上述耐磨氧化鋯陶瓷的制備方法,包括以下步驟:將氧化鋯、氧化鋇、氧化鋅、氧化鈷、羥基磷灰石、交聯劑、表面活性劑放在鉑金坩堝內于1400~1500℃熔化2~3h,轉到退火爐內熱處理4~5h,緩慢冷卻至室溫,即可。
作為優選,熱處理溫度為100~150℃。
本發明的氧化鋇使氧化鋯晶格變形,提高氧化鋯的再結晶能力,提高氧化鋯陶瓷的硬度,增強耐磨性能。
具體實施方式
下面結合具體實施例對本發明作進一步詳細介紹。
實施例1
耐磨氧化鋯陶瓷,包括以下重量份計的原料:氧化鋯40份、氧化鋇1份、氧化鋅2份、氧化鈷10份、羥基磷灰石15份、交聯劑8份、表面活性劑10份。
羥基磷灰石中Ga和P之比為1:1.98。
交聯劑是質量比為1:7:1的N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺、二乙烯基苯、二乙烯三胺。
表面活性劑是質量比為1:1:1:2的單硬脂酸甘油酯、失水山梨醇倍半油酸酯、丙二醇脂肪酸酯、琥珀酸二辛酯磺酸鈉。
上述耐磨氧化鋯陶瓷的制備方法,包括以下步驟:將氧化鋯、氧化鋇、氧化鋅、氧化鈷、羥基磷灰石、交聯劑、表面活性劑放在鉑金坩堝內于1400℃熔化2h,轉到退火爐內熱處理4h,緩慢冷卻至室溫,即可。
熱處理溫度為100℃。
實施例2
耐磨氧化鋯陶瓷,包括以下重量份計的原料:氧化鋯50份、氧化鋇5份、氧化鋅2份、氧化鈷10份、羥基磷灰石15份、交聯劑8份、表面活性劑10份。
羥基磷灰石中Ga和P之比為1:1.98。
交聯劑是質量比為1:7的N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺、二乙烯三胺。
表面活性劑是質量比為1:3:4的單硬脂酸甘油酯、丙二醇脂肪酸酯、琥珀酸二辛酯磺酸鈉。
上述耐磨氧化鋯陶瓷的制備方法,包括以下步驟:將氧化鋯、氧化鋇、氧化鋅、氧化鈷、羥基磷灰石、交聯劑、表面活性劑放在鉑金坩堝內于1500℃熔化3h,轉到退火爐內熱處理5h,緩慢冷卻至室溫,即可。
熱處理溫度為150℃。
實施例3
耐磨氧化鋯陶瓷,包括以下重量份計的原料:氧化鋯45份、氧化鋇4份、氧化鋅2.5份、氧化鈷11份、羥基磷灰石16份、交聯劑8.5份、表面活性劑12份。
羥基磷灰石中Ga和P之比為1:1.98。
交聯劑是質量比為3:1的N,N’-亞甲基雙丙烯酰胺、二乙烯三胺。
表面活性劑是質量比為1:8的單硬脂酸甘油酯、失水山梨醇倍半油酸酯。
上述耐磨氧化鋯陶瓷的制備方法,包括以下步驟:將氧化鋯、氧化鋇、氧化鋅、氧化鈷、羥基磷灰石、交聯劑、表面活性劑放在鉑金坩堝內于1450℃熔化2.5h,轉到退火爐內熱處理4.5h,緩慢冷卻至室溫,即可。
熱處理溫度為120℃。
實施例4
耐磨氧化鋯陶瓷,包括以下重量份計的原料:氧化鋯42份、氧化鋇2份、氧化鋅2.8份、氧化鈷11份、羥基磷灰石17份、交聯劑8份、表面活性劑11份。
羥基磷灰石中Ga和P之比為1:1.98。
交聯劑是質量比為1:7的二乙烯基苯、二乙烯三胺。
表面活性劑是質量比為6:1的單硬脂酸甘油酯、丙二醇脂肪酸酯。
上述耐磨氧化鋯陶瓷的制備方法,包括以下步驟:將氧化鋯、氧化鋇、氧化鋅、氧化鈷、羥基磷灰石、交聯劑、表面活性劑放在鉑金坩堝內于1420℃熔化2.3h,轉到退火爐內熱處理4.8h,緩慢冷卻至室溫,即可。
熱處理溫度為110℃。
對比例1
與實施例1相同,不同在于:不加氧化鋇。
性能測試
對實施例1~4和對比例1的陶瓷進行性能測試,結果見表1。
表1
結論:本發明的氧化鋇使氧化鋯晶格變形,提高氧化鋯陶瓷的硬度,使硬度遠高于標準的2000,韌性大,高溫條件下耐磨性能好。
以上公開的僅為本申請的其中幾個具體實施例,但本申請并非局限于此,任何本領域的技術人員能思之的變化,都應落在本申請的保護范圍內。