香草白氧化鋯陶瓷材料及其制備方法與流程

本發明屬于陶瓷材料及其制備的，具體涉及香草白氧化鋯陶瓷材料及其制備方法。

背景技術：

1、釔穩定氧化鋯保留了氧化鋯陶瓷的高熔點、高電阻率、高折射率和低熱膨脹系數等優異性能，同時由于穩定劑氧化釔的加入使氧化鋯陶瓷表現出異常高的斷裂韌度，產生相變增韌，獲得高韌性、高耐磨性。因而被廣泛地應用于功能陶瓷，如電子陶瓷、耐火材料及生物醫療材料等領域。

2、近年來，由于人們生活水平的不斷提高，人們對裝飾品品質的要求也在不斷提高。氧化鋯陶瓷因具有手感溫潤如玉、抗刮耐磨、無信號屏蔽、散熱性能優良等特性，逐漸得到各大電子產品生產的青睞，被應用于各種高端智能穿戴領域。

3、傳統釔穩定氧化鋯在應用過程中有以下不足：一是，釔穩定氧化鋯制成結構件后顏色為純白色偏藍調，作為白色智能穿戴配件時質感不足；二是，單純釔穩定氧化鋯陶瓷材料強度不足以滿足移動智能設備后蓋及配件對材料強度的要求。

4、香草白是白色偏一點灰色調，在視覺上給人一種優雅、簡約的感覺，是一種典型的“質感色”，與普通的純白色相比，它多了幾分淡雅柔和，以其溫柔、細膩、美好的感受，提升了視覺效果的檔次。香草白的搭配性極強，能夠與多種顏色和諧共存，營造出不同的氛圍和風格。

5、香草白氧化鋯陶瓷制備過程中配方的調配至關重要，配方中色料種類及數量并非粗略混合，各成分微小變化會引起顏色及使用性能的巨大差異，導致色度、三點彎曲強度及透過率的變化，進而影響陶瓷粉體制成結構件的使用性能。以手機背板為例，單純氧化鋁的加入能使結構件強度有一定提升，但背板在內部光源的照射透過率過高，可看到內部元器件，降低美觀性及使用性能。

6、cn107759218a公開了一種氧化釔穩定氧化鋯陶瓷的制備方法，將氧化鋯原料、氧化釔原料、氧化鋁原料與分散劑、水混合，將得到的混合料液進行球磨處理，再進行砂磨處理，再進行干燥處理，得到納米陶瓷粉體，進行粉體壓制，1350～1520℃焙燒，氧化釔穩定氧化鋯陶瓷，為單一四方相結構；所述氧化釔穩定氧化鋯陶瓷的三點彎曲強度高于1201mpa，透光率高于43，但其陶瓷成品的顏色難以滿足手機背板的要求。

技術實現思路

1、本發明要解決的技術問題是克服現有技術存在的上述缺陷，提供香草白氧化鋯陶瓷材料，遮光性能好，使用強度高；本發明還提供其制備方法。

2、本發明所述的香草白氧化鋯陶瓷材料，包括以下質量百分比的原料：釔穩定74-98％氧化鋯，1-25％氧化鋁，0-0.5％氧化硅，0-0.3％五氧化二釩，0.001-1％氧化鎳，0.001-1％氧化錳，0.001-1％氧化鋅，0.001-1％氧化鈮，0-0.5％氧化鈦，0-0.5％氧化鐵；以氧化硅、五氧化二釩、氧化鎳、氧化錳、氧化鋅、氧化鈮、氧化鈦、氧化鐵為復配色料，通過調節色料種類和含量精確的控制香草白色度范圍，l值86-92，a值-0.3-0.3，b值1.5-4.5。

3、香草白氧化鋯陶瓷材料的原料還包括分散劑，分散劑的型號為a-6001、a-210、a-6012、a-6017、a-6114中的一種或幾種的組合，加入質量為釔穩定氧化鋯、氧化鋁、氧化硅、五氧化二釩、氧化鎳、氧化錳、氧化鋅、氧化鈮、氧化鈦、氧化鐵粉體質量和的0.001-1％，通過添加適量分散劑，協同復合氧化鋯陶瓷粉體在球磨時分散均勻，獲得色度均勻，質感細膩的香草白氧化鋯燒結體。

4、釔穩定氧化鋯是由氧化鋯、氧化鉿、氧化釔制成的，其中氧化鋯和氧化鉿的質量和與氧化釔的質量比為(92:8)-(97:3)。氧化釔主要為調節氧化鋯晶相，當氧化釔質量占比小于97:3時，氧化鋯燒結后單斜相占比增加，斷裂韌性較差；當氧化釔質量占比大于92:8時，氧化鋯燒結后單斜相占比減少，彎曲強度也隨之降低；因此選擇(氧化鋯+氧化鉿)：氧化釔的質量比在(92:8)-(97:3)的釔穩定氧化鋯作為主要原料。

5、氧化鋁為純度≥99.99％的高純氧化鋁。氧化鋁的主要作用為改善陶瓷材料的強度并調節燒結體色度，氧化鋁含量小于1％則無明顯作用，氧化鋁含量大于25％時，導致復合陶瓷材料韌性變差。

6、所述的香草白氧化鋯陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：

7、(1)將釔穩定氧化鋯、氧化鋁、復配色料、分散劑混合，加水混合均勻，進行研磨分散，研磨至出料粒徑d50為0.2-0.8μm；

8、(2)將研磨后的物料過60目-200目的篩網，篩出的物料加入粘結劑，調節粘度為20-100cp，進行噴霧干燥，造粒，得到香草白氧化鋯陶瓷粉體；

9、(3)將香草白氧化鋯陶瓷粉體進行干壓、等靜壓成型，得到香草白氧化鋯陶瓷生坯；

10、(4)將香草白氧化鋯陶瓷生坯在1450-1550℃條件下進行高溫煅燒，煅燒時間為2-4h，即可得到香草白氧化鋯陶瓷材料。

11、步驟(1)中加水的質量為釔穩定氧化鋯、氧化鋁、氧化硅、五氧化二釩、氧化鎳、氧化錳、氧化鋅、氧化鈮、氧化鈦、氧化鐵質量和的88％-92％；研磨方式為攪拌磨、砂磨機磨、滾筒磨、行星式球磨機磨中的一種或幾種研磨方式的混合。氧化鋯、氧化鋁、復配色料、分散劑混合均勻后進行研磨破碎及分散，漿料過濾篩網目數為60-200目，該過程除去大顆粒雜質。之后進行漿料粘度調節，通過噴霧干燥得到成品香草白復合氧化鋯粉體。其中研磨方式為攪拌磨、砂磨機、滾筒磨和行星式球磨機中的一種或幾種研磨方式的混合，研磨時間為30min-60min，控制混合漿料出料粒徑d50在0.2-0.8μm之間，該粒徑范圍內可確保成型燒結后燒結體密度高，氣孔含量少，質地細膩，光澤感強。

12、步驟(2)中粘結劑為peg300、peg400、peg600、peg800、peg1000、peg1500、peg2000、pva、丙烯酸樹脂中的一種或幾種的混合。

13、步驟(2)中噴霧干燥入口溫度為160-200℃，出口溫度為70-90℃，通過控制干燥前的漿料粘度，保障噴霧干燥過程中造粒球的粒徑均勻，性質均一穩定。

14、步驟(3)中干壓壓力為100mpa-150mpa，時間為30-90s；等靜壓壓力為150mpa-220mpa，時間為60-150s。將香草白復合氧化鋯生坯進行脫膠、高溫煅燒，煅燒完成進行拋光處理。

15、本發明的香草白氧化鋯陶瓷材料以釔穩定氧化鋯陶瓷粉體為主，通過調節配方，復配氧化鋁陶瓷及其他材料，進一步降低陶瓷粉提成本，提高復合陶瓷粉體成型后的使用強度，復配燒結過程中存在交互作用與化學反應，形成香草白氧化鋯陶瓷材料。

16、與現有技術相比，本發明具有的有益效果是：

17、(1)本發明的香草白氧化鋯陶瓷材料的制備方法，采用市售釔穩定氧化鋯和高純氧化鋁為主要原料，通過特定研磨分散工藝使得主要原料與混合色料分散粒度大小均勻，從而保障成品結構件顯色均勻，質感細膩，采用折光儀測定可見光透過率在0.3-3之間，達到手機背板透光性要求。

18、(2)采用本發明的方法制備的香草白氧化鋯陶瓷材料，氧化釔的摻雜大大提高氧化鋯的韌性，高純氧化鋁的加入在降低粉體成本的同時，提高了香草白氧化鋯陶瓷材料的使用強度。