[发明专利]一种陶瓷薄片及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及陶瓷领域，特别涉及一种陶瓷薄片及其制备方法。

背景技术

耐磨结构陶瓷在工业民用领域应用日益广泛，如耐磨密封件、耐磨轴、耐磨球、耐磨薄片等各种结构制品。材质主要有氧化铝Al₂O₃、氧化锆ZrO₂等，其中Al₂O₃材质的结构件由于价格低、原料易得、工艺简单而得到大量应用。但由于其强度（200~300MPa）和韧性（2~3MPa?m^1/2）均不够高，只能作为中低档材质进行应用。

在强度和韧性要求高的环境条件下，需要选择ZrO₂材质，并常采用等静压成型后烧结方法制备而得的制品。以目前常用的ZrO₂制品为例，其抗弯曲强度可达600~900MPa，韧性可达6~8MPa?m^1/2，远大于Al₂O₃制品的性能指标。因此，可在高要求环境下作为中高档材料应用。但是，虽然目前常用的方法（如等静压）可制备出较高强度和韧性的ZrO₂制品，并在许多领域获得应用，但在某些要求更高的领域如薄片、超薄制品等，其仍然不能满足使用要求。其原因为虽然该种ZrO₂的强度可到达600~900MPa，但在制品厚度很薄（薄至0.1~0.6mm）时，使用中仍然易断，易损耗、寿命短，不能满足长期使用的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，提供一种高强度和高韧性的陶瓷薄片，满足薄片和超薄片制品的使用要求。

本发明所要解决的技术问题还在于，提供一种制备上述陶瓷薄片的方法。

为达到上述技术效果，本发明提供了一种陶瓷薄片，所述陶瓷薄片采用氧化锆及稀土氧化物为主要原料，通过热压振动烧结工艺制备而得，其中，所述陶瓷薄片的厚度为0.01~0.6mm。

作为上述方案的改进，所述热压振动烧结的烧结温度为1300~1700℃，压力为4~50MPa。 

作为上述方案的改进，所述稀土氧化物至少选用氧化钇、以及其他稀土氧化物中的一种或多种；

所述其他稀土氧化物包括氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钷、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化钬、氧化铒、氧化铥、氧化镱、氧化镥、氧化钪。

作为上述方案的改进，其以质量份计的主要原料配方如下：

氧化锆              85~97%

氧化钇              2~11%

其他稀土氧化物      0~7%。

相应地，本发明提供了一种陶瓷薄片的制备方法，依次包括以下步骤：

将经过预处理的粉体进行预压成型，得到半成品；

将经过预压成型的所述半成品进行低温热处理，其中，所述低温热处理的温度为500~1100℃；

将经过低温热处理的所述半成品进行热压振动烧结，其中，所述热压振动的烧结温度为1300~1700℃，压力为4~50Mpa；

将经过热压振动烧结的所述半成品打磨、抛光，得到厚度为0.01~0.6mm的所述陶瓷薄片。

作为上述方案的改进，将经过预处理的粉体进行预压成型，得到半成品的步骤包括：

称量制造陶瓷薄片所需的主要原料；

将所述原料添加胶黏剂进行混合造粒；

将经过混合造粒的所述原料通过压机进行干压成型，得到半成品。

作为上述方案的改进，以质量份计的所述主要原料配方如下：

氧化锆              85~97%

氧化钇              2~11%

其他稀土氧化物      0~7%。

作为上述方案的改进，所述胶黏剂为聚乙烯醇溶液、羧甲基纤维素、变形淀粉中的一种或组合。

作为上述方案的改进，将经过混合造粒的所述原料通过压机进行干压成型，得到半成品的步骤包括：

将经过混合造粒的所述原料置于模具中；

将填有原料的模具置于压机中进行干压成型，得到半成品，所述压机的公称压力为20~200T。

作为上述方案的改进，将经过热压振动烧结的所述半成品打磨、抛光，得到厚度为0.01~0.6mm的所述陶瓷薄片的步骤包括：

将经过热压振动烧结的所述半成品经过金刚石砂轮进行打磨，所述打磨包括表面粗磨和细磨；