[发明专利]氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷材料，包括以下质量份的原料：氧化锆粉体5‑10份，氧化铝粉体75‑90份，烧结助剂2‑10份；烧结助剂包括氧化镧和氧化镁。还提供一种制备上述复相陶瓷材料的方法，包括：配制氧化镧和氧化镁的前驱体混合溶液。制备氧化锆粉体和氧化铝混合粉体。将所述混合粉体成型，制成坯体。将所述坯体进行第一次烧结，得到陶瓷生坯。将陶瓷生坯浸渍在所述前驱体混合溶液中，浸渍一段时间后，进行第二次烧结。本发明提供的氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷材料制备方法能够充分发挥烧结助剂的作用，有效降低烧结温度，节约能源，用该方法制备的氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷材料的综合性能优良。

技术领域

本发明属于陶瓷材料技术领域，特别是涉及一种氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

氧化铝陶瓷具有耐腐蚀、耐高温、耐磨损、质量轻、成本低等优点，是目前世界上生产量最大、应用面最广的工业陶瓷材料。在航天航空等科防尖端技术领域和机械、冶金、化工等一般工业领域均有着广阔的应用前景，但其最致命的力学弱点便是其本身的脆性，这是由这类材料的结构特点所决定的。陶瓷材料中的化学键以共价键和离子键为主，这两类化学键都具有强的方向性和较高的结合强度，这就使得结构中难以发生显著的位错运动。因而限制了其实际应用范围的进一步推广。因此，陶瓷特别是氧化铝陶瓷的韧化变成了近年来结构陶瓷材料研究的核心课题。

现有技术常采用氧化锆对氧化铝陶瓷进行增韧，来制备氧化锆增韧氧化铝陶瓷材料，但在氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷材料的制备过程中，其固相烧结常通过添加烧结助剂的方式帮助细化晶粒，使产品的强度得到提高。现有技术的工艺路线如下：烧结助剂直接与陶瓷粉体混合—湿法研磨到预定粒径—喷雾造粒—坯体成型—烧结。由于烧结助剂不宜大量添加，因此烧结助剂的添加量比较少，在上述工艺路线中，烧结助剂直接与陶瓷粉体混合，在混合过程中很难将烧结助剂分布均匀，且在烧结之前的工序中，烧结助剂会有部分损耗，上述原因导致烧结助剂不能充分发挥其降低烧结温度、抑制或促进晶相转变的作用，上述方法不利于提高氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷材料的综合性能。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，并提供一种氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷材料及其制备方法，该方法能够充分发挥烧结助剂的作用，有效降低烧结温度，节约能源，用该方法制备的氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷材料的综合性能优良。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷材料，包括以下质量份的原料：氧化锆粉体5-10份，氧化铝粉体75-90份，以及烧结助剂2-10份；其中，所述烧结助剂包括氧化镧和氧化镁。

对上述技术方案的进一步改进是：

包括以下质量份的原料：氧化锆粉体5-10份，氧化铝粉体75-90份，氧化镧1-5份，以及氧化镁1-5份。

本发明还提供一种制备上述氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷材料的方法，包括以下步骤：

制备前驱体混合溶液：配制氧化镧和氧化镁的前驱体混合溶液；

制备混合粉体：按比例称取氧化锆粉体和氧化铝粉体，混合，造粒，得到混合粉体；

制备坯体：将所述混合粉体成型，制成坯体；

第一次烧结：将所述坯体进行第一次烧结，得到陶瓷生坯；

第二次烧结：将所述陶瓷生坯置于容器中，抽真空处理后，吸入所述前驱体混合溶液，使陶瓷生坯浸渍在所述前驱体混合溶液中，取出所述陶瓷生坯，并对所述陶瓷生坯进行第二次烧结，得到氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷材料；

其中，所述氧化锆粉体的质量、所述氧化铝粉体的质量、所述氧化镧和所述氧化镁的总质量之比为(5-10)：(75-90)：(2-10)。