[发明专利]一种氧化锆陶瓷及其制备方法与应用

说明书

本发明涉及C04B35/48，具体涉及一种氧化锆陶瓷及其制备方法与应用。包括以下制备原料：按质量百分数计，两性氧化物10‑11％，碱性金属氧化物4.5‑5.5％，三氧化二钇1.2‑1.7％，二氧化铪0.2‑0.4％，氧化锆补充余量。本发明制备得到的氧化锆陶瓷具有强度高，耐腐蚀和耐磨性好，高温稳定性好等优点。

技术领域

本发明涉及C04B35/48，具体涉及一种氧化锆陶瓷及其制备方法与应用。

背景技术

稀土钢优于普通钢材，在世界上日渐成了取代普通钢材的理想材料。为延长稀土钢板的使用周期，节省经济成本，对稀土钢板采用镀锌工艺进行镀锌是防止其腐蚀，提高其使用寿命的方法之一。在目前国内钢厂的稀土钢板镀锌工艺的沉没系轴套组中的陶瓷轴套是其中不可缺少的关键部件。

专利CN201110077765.1一种高结合强度沉没辊轴套的制备方法，以Co、Su、Cu、Cr、B、W等金属元素制备得到陶瓷表面金属化层，提高了沉没辊轴套的强度。

但由于陶瓷轴套使用过程中，需要完全浸没在锌液中，这就要求陶瓷轴套具有较高的耐高温和耐锌液的腐蚀性，同时要满足锌锅区域生产线的张力值设定的要求，上述制备得到的沉没辊轴套的致密性低，耐高温性较差，使用寿命低。

专利CN201811230089.5氧化镁部分稳定氧化锆、氧化镁部分稳定氧化锆陶瓷及其制备方法和应用通过限定锆源和镁源的质量比，并通过分散剂进行处理制备得到氧化锆陶瓷具有抗弯强度高，韧性和耐高温性好等优点，但并未完全提高其耐蚀性。

本发明提供一种氧化锆陶瓷及其制备方法与应用，兼具强度高，耐高温和耐腐蚀性好等优点，能够有效保证单套辊系轴每次使用寿命≥20天，并可连续稳定的浸泡在460-480℃的锌液内运转。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的第一个方面提供了一种氧化锆陶瓷，包括以下制备原料：按质量百分数计，两性氧化物10-11％，碱性金属氧化物4.5-5.5％，三氧化二钇1.2-1.7％，二氧化铪0.2-0.4％，氧化锆补充余量。

优选的，所述两性氧化物包括氧化铍、氧化铝、氧化铅、氧化锌、二氧化锡、二氧化钛、三氧化二铬的至少一种。

进一步优选的，所述两性氧化物包括氧化铝、二氧化钛、三氧化二铬。

优选的，所述氧化铝、二氧化钛、三氧化二铬的质量比为10：(0.3-0.5)：(0.1-0.2)。

优选的，所述氧化铝包括α相氧化铝和/或γ相氧化铝。

进一步优选的，所述氧化铝包括α相氧化铝。

优选的，所述氧化铝的D50粒度为5-7μm。

优选的，所述氧化铝的比表面积为0.45-0.55m²/g。

优选的，所述二氧化钛包括锐钛型二氧化钛和/或金红石型二氧化钛。

进一步优选的，所述二氧化钛为金红石型二氧化钛。

优选的，所述二氧化钛的平均粒径为42-47μm。

优选的，所述三氧化二铬的平均粒径为43-48μm。

陶瓷轴套使用过程中，需要完全浸没在锌液中，这就要求陶瓷轴套具有较高的耐高温和耐锌液的腐蚀性。本发明意外研究发现通过采用氧化铝、二氧化钛、三氧化二铬复配两性氧化物不仅可以显著提高制备得到的陶瓷轴套的抗弯强度，而且还能改善其耐高温性和耐锌液腐蚀性，延长陶瓷轴套的使用寿命。推测是由于氧化铝、二氧化钛、三氧化二铬的存在可以促进体系形成连续固溶体，抑制晶粒长大，控制烧结温度，减小孔隙率，降低锌液与陶瓷轴套的接触面积，尤其是当氧化铝、二氧化钛、三氧化二铬的质量比为10：(0.3-0.5)：(0.1-0.2)时，避免结合不紧密，产生微裂纹。