[发明专利]一种稀土基氧化锆陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土基氧化锆陶瓷材料，它是由下述重量份的原料组成的：甲基丙烯酸甲酯10‑13、过硫酸铵0.3‑0.4、硝酸铈1‑2、氧化锆100‑110、氧化钐3‑5、氯化镁10‑17、三盐基硫酸铅0.1‑0.2、天青石粉30‑40、稀土改性纤维10‑12，离子液体4‑7。本发明技术方案中的离子液体能均一地分散混合料，并通过聚酯乳液湿法球磨工艺成型。本发明的技术方案能有效地提高球磨效率，提高成品的稳定性强度。最终制得高冲击韧性的稀土基氧化锆陶瓷材料。

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种稀土基氧化锆陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

作为新型高技术陶瓷，氧化锆陶瓷具有高强度、高断裂冲击韧性以及优异的隔热性能以及耐高温性能等属性，被广泛的应用于结构陶瓷和功能陶瓷领域。另外，氧化锆没有磁性、不导电、不生锈，其在生物医学器械领域和道具、工具领域中也应用很广。近来，部分稳定氧化锆可以通过粉末冶金方法，制备避磁的手表表壳、耐腐的表件和其它仪器零件，除了上述的应用，氧化锆还广泛地应用于装饰、生活、医学、压电陶瓷、传感器陶瓷等领域；然而，目前的氧化锆陶瓷相比于金属材料来说，依然存在抗冲击韧性不足等缺陷，容易产生裂纹。

发明内容

本发明的目的是提供一种稀土基氧化锆陶瓷材料及其制备方法。为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种稀土基氧化锆陶瓷材料，它是由下述重量份的原料组成的：

甲基丙烯酸甲酯10-13、过硫酸铵0.3-0.4、硝酸铈1-2、氧化锆100-110、氧化钐3-5、氯化镁10-17、三盐基硫酸铅0.1-0.2、天青石粉30-40、稀土改性纤维10-12、离子液体4-7。

所述的稀土改性纤维是由下述重量份的原料组成的：

硅酸铝纤维20-30、硬脂酸5-7、三羟甲基丙烷3-6、催化剂0.08-0.1、氯化镧10-13、质量浓度为10-15%的碳酸氢铵水溶液40-50。

所述的催化剂为1-苄基-3-丁基苯并三氮唑对甲基苯磺酸盐离子液体。其结构式为：。

所述的稀土改性纤维的制备方法，包括以下步骤：

（1）取三羟甲基丙烷，加入到其重量30-40倍的无水乙醇中，搅拌均匀，加入硅酸铝纤维，升高温度为50-55℃，保温搅拌1-2小时，得预处理纤维溶液；

（2）取硬脂酸，加热熔化，加入到上述预处理纤维溶液中，搅拌均匀，加入催化剂，保温搅拌2-3小时，得纤维分散液；

（3）取氯化镧、质量浓度为10-15%的碳酸氢铵水溶液混合，加入到上述纤维分散液中，搅拌均匀，送入到60-65℃的恒温水浴中，保温搅拌10-14小时，出料，旋蒸除去水分后，真空80-90℃下干燥2-3小时，冷却至常温，磨成细粉，即得所述稀土改性纤维。

一种稀土基氧化锆陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）取天青石粉，送入到0.6-1mol/l的氢氧化钠溶液中浸泡2-3小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，得预处理石粉；

（2）取上述预处理石粉，与硝酸铈、氧化锆、氧化钐、氯化镁，离子液体混合，加入到混合料重量2-3倍的去离子水中，搅拌均匀，加入甲基丙烯酸甲酯、过硫酸铵，送入到反应釜中，通入氮气，在60-65℃下保温搅拌3-5小时，出料，球磨1-2小时，干燥，过筛，得磨料；

（3）取上述磨料，与三盐基硫酸铅、稀土改性纤维混合，搅拌均匀，送入注塑机中，注射成型，得到生坯，将生坯排胶、烧结，即可。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：