[发明专利]红色氧化锆烧结体、制备方法和用途

说明书

本发明提供了一种红色氧化锆烧结体，包括铈氧化物、辅助金属氧化物和锆氧化物；所述辅助金属氧化物包括钇氧化物、镁氧化物、钙氧化物和镱氧化物中的任意一种或至少两种的组合；红色氧化锆烧结体满足铈氧化物含量为0.2～1.5mol％；铈氧化物包括三价铈氧化物；铈氧化物和辅助金属氧化物含量之和为1.1～2.5mol％；烧结体的断裂韧性≥8MPa·m^1/2。本发明提供的氧化锆烧结体呈红色外观，且具有8MPa·m^1/2以上的韧性，拓展了其应用场景，能够被用于手机背板、饰品、表盘等产品。

技术领域

本发明属于陶瓷材料领域，具体涉及一种红色氧化锆烧结体、制备方法和用途。

背景技术

氧化锆陶瓷材料具有较高的抗弯强度、硬度、断裂韧性等优良特性，可广泛应用于能源、环境及材料领域。红色作为一种鲜艳、明亮的色调受到消费者青睐，因此，本领域需要开发一种红色氧化锆陶瓷，以便用于装饰部件或电子设备等的外观构件。

现有技术公开了通过硫硒化镉红和氧化铈还原发色，实现对氧化锆烧结体红色着色的方法。硫硒化镉红色氧化锆陶瓷烧结温度在1400℃左右，而硫硒化镉在低于该烧结温度时便会分解，且重金属镉作为一种有毒有害物质无法应用于外观构件。采用氧化铈作为着色剂，铈还原成三价发红色，但是铈的加入造成氧化锆烧结体韧性的降低，摔落后更容易造成裂纹，无法满足消费电子、饰品等的需求，尤其是手机背板产品落球性能的要求。

为了改善铈还原发色产生红色的氧化锆烧结体的韧性，现有技术给出了添加钇来改善韧性，但是钇的添加量一般较高，成本提高。基于对四价铈氧化物CeO₂稳定的氧化锆陶瓷，本领域大都认为氧化钇可以按照相同的添加量来延续对红色氧化锆陶瓷的韧性的改进，即钇的添加量低于2mol％，氧化锆无法保持四方晶型，造成韧性下降。

CN104446457A公开了一种含0～6mol％氧化钇、0～15mol％氧化铈、0.02～1mol％氧化钛、0～20mol％氧化铝和0～5mol％钛酸钡的改性氧化锆陶瓷材料，几种组分可以极大地提高材料的断裂韧性、抗弯强度、耐磨性及硬度等性能。但掺杂组分较多，制备工序较为复杂，且掺杂组分含量较高可能会使氧化锆自身的优异性能受到影响。

本领域需要开发一种具有较高韧性的红色氧化锆烧结体，较高的韧性能够拓展其在消费电子、装饰品等领域的应用。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一是提供一种红色氧化锆烧结体，包括铈氧化物、辅助金属氧化物和锆氧化物；所述辅助金属氧化物包括钇氧化物、镁氧化物、钙氧化物和镱氧化物中的任意一种或至少两种的组合；

所述红色氧化锆烧结体满足条件(1)～(4)：

(1)所述铈氧化物含量为0.2～1.5mol％；

(2)所述铈氧化物包括三价铈氧化物；

(3)所述铈氧化物和所述辅助金属氧化物含量之和为1.1～2.5mol％；

(4)所述烧结体的断裂韧性≥8MPa·m^1/2；

其中，所述铈氧化物以CeO₂计，所述钇氧化物以Y₂O₃计。

本发明提供的红色氧化锆烧结体同时满足铈氧化物含量为0.2～1.5mol％，且含有三价铈氧化物，铈氧化物和辅助金属氧化物含量之和为1.1～2.5mol％；且断裂韧性≥8MPa m^1/2。