[发明专利]防静电陶瓷及其制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种防静电陶瓷及其制备方法和应用。该防静电陶瓷的制备方法包括如下步骤：将原料混合得到混合料，按照质量百分含量计，原料包括：0～3％的五氧化二铌、0～3％的三氧化二铁、0.5％～3％的氧化铟、0.5％～3％的氧化锌、0.5t％～3％的三氧化二镓、0.5％～3％的二氧化钛、0.5％～3％的三氧化二铝及80％～85％的氧化锆；在保护气体的气氛中，对混合料在施压的同时进行渗碳烧结，得到防静电陶瓷。上述防静电陶瓷的制备方法制备得到的防静电陶瓷兼具较好的防静电效果和较好的抗弯强度。

技术领域

本发明涉及陶瓷材料领域，特别是涉及一种防静电陶瓷及其制备方法和应用。

背景技术

目前为止，许多防静电产品使用的都是环氧、三聚氰氨、PVC(聚氯乙烯)、橡胶等材料，而相对于其它防静电材料，防静电陶瓷在耐久性、耐腐蚀、抗老化、耐磨、抗压、防水等方面具有更突出的表现，且防静电陶瓷还具有美观、防污染、防火、防滑等特点，从而使得防静电陶瓷被广泛地应用在医疗器材、航空航天、电子、石油化工及民用生活等领域，因而，制备出高稳定性能的防静电陶瓷具有重大的实际应用价值和应用前景。

然而，目前的防静电陶瓷通常是使用锑掺杂氧化锡(ATO)为导电填料，但是氧化锡作为制备防静电陶瓷的关键原料，却是一种重要的稀缺资源，价格昂贵。为了减少氧化锡的使用，目前的解决办法是制备ATO包覆型导电填料，通常制备包覆型的导电填料的方法主要有两种，一种是以氧化硅粉为载体，采用非均匀成核法在氧化硅粉的表面包覆一层Sb掺杂SnO₂，制备ATO包覆SiO₂导电粉；另一种是以氧化硅玻璃纤维为载体，采用非均匀成核法在氧化硅玻璃纤维的表面包覆一层Sb掺杂SnO₂制备导电纤维。采用包覆法制备的导电填料，大约节省了50％的ATO，从某种意义上缓解了氧化锡的紧缺的局势，但并没有从本质上解决这一问题。虽然，目前也出现了不使用氧化锡为原料的防静电陶瓷，但是其防静电效果不够好，且抗弯强度也不理想，直接影响防静电陶瓷使用范围和使用寿命。

发明内容

基于此，有必要提供一种兼具较好的防静电效果和较好的抗弯强度的防静电陶瓷的制备方法。

此外，还提供一种防静电陶瓷及其应用。

一种防静电陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

将原料混合得到混合料，按照重量百分含量，所述原料包括：0～3％的五氧化二铌、0～3％的三氧化二铁、0.5％～3％的氧化铟、0.5％～3％的氧化锌、0.5％～3％的三氧化二镓、0.5％～3％的二氧化钛、0.5％～3％的三氧化二铝及80％～85％的氧化锆；及

在保护气体的气氛中，对所述混合料在施压的同时进行渗碳烧结，得到防静电陶瓷。

上述防静电陶瓷的制备方法中的含有上述组分的原料能够在高温下发生固溶取代反应形成空穴，不仅能够降低陶瓷的电阻，而且还能够使陶瓷具有较高的致密度和较好的抗弯强度；再通过将上述原料混合形成的混合料在保护气体的气氛中直接施压的同时进行渗碳烧结，不仅能够降低陶瓷的电阻，而且还有利于增加陶瓷的致密度，改善陶瓷的抗弯强度，因此，上述防静电陶瓷具有较好的防静电效果，同时还具有较好的抗弯强度。

在其中一个实施例中，所述在保护气体的气氛中，对所述混合料在施压的同时进行渗碳烧结的步骤具体为：在所述保护气体的气氛中，将所述混合料置于石墨模具中进行热压烧结。

在其中一个实施例中，所述在所述保护气体的气氛中，将所述混合料置于石墨模具中进行热压烧结的步骤具体为：将所述混合料置于所述石墨模具中，然后在所述保护气体的气氛中和在压力为10MPa～30MPa的条件下，以2℃/分钟～10℃/分钟的升温速率从室温升温至1200℃～1600℃，并保温烧结5分钟～120分钟。