專利名稱：含莫來石組分的氧化鋯四元系復(fù)相陶瓷材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提出的一種含莫來石組分的氧化鋯四元系復(fù)相陶瓷材料。屬于結(jié)構(gòu) 陶瓷技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
氧化鋯系陶瓷材料因具備優(yōu)良的力學(xué)性能，已被廣泛用于制備多種結(jié)構(gòu)
部件，如泵、閥、磨、輥類設(shè)備的易損部位的替代材料。在2-3moP/。氧化釔 穩(wěn)定氧化鋯基礎(chǔ)上，加入0.5-5mo"/。氧化鎂、4-15voP/。氧化鋁，可形成 Y203-Zr02-Mg0-Ah03四元系氧化鋯復(fù)相陶瓷，四元系氧化鋯體系不但比單一氧 化釔穩(wěn)定氧化鋯體系力學(xué)性能進(jìn)一步改進(jìn)，而且還能通過粒徑匹配，在更寬 范圍內(nèi)實現(xiàn)造粒二次顆粒的尺寸和形貌的控制，從而使構(gòu)件的成型性能改善， 有效降低燒成收縮和燒成溫度。
四元系中組分的增加盡管同時改善了材料或構(gòu)件的工藝和力學(xué)性能，但 增加了材料燒制過程對溫度的敏感性，燒成溫度范圍在1490-152(TC,制得 復(fù)相陶瓷材料強(qiáng)度在570-610MPa,斷裂據(jù)9-12MPam1/2。溫度低于1490。C或 高于152(TC強(qiáng)度和斷裂韌性都迅速降低。
發(fā)明內(nèi)容
為克服上述技術(shù)背景中的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種含莫來石組分 的氧化鋯四元系復(fù)相陶瓷材料，增加材料的燒成溫度范圍和力學(xué)性能的穩(wěn)定 性。
本發(fā)明的技術(shù)方案在2-3moiy。氧化釔穩(wěn)定、并含G. 5-5mol/。氧化鎂、 4-15voiy。氧化銷組成的Y203-Zr02-MgO-Al203四元系氧化鋯復(fù)相陶瓷基礎(chǔ)上，以 莫來石(3Al203.2Si02)的形式引入0.4-1.0wW的氧化硅組分。上述復(fù)合組分 添加分散劑、結(jié)合劑與水，經(jīng)球磨混合、噴霧造粒、等靜壓成型，在1450-1520 'C范圍燒成2小時，制得復(fù)相陶瓷材料強(qiáng)度在610-650MPa,斷裂軔性在 10-14MPam1/2。 本發(fā)明的優(yōu)點在于，以莫來石3Al20r2Si02的形式引入氧化硅組分多組分
后，使材料在燒結(jié)過程形成Y-Si-Mg-Al高粘度液相，使燒成溫度減低的同時，
保持寬的燒成溫度范圍，降低材料的燒成成本和利于細(xì)晶結(jié)構(gòu)的形成，提高 整體的性能成本比，并保持力學(xué)性能的穩(wěn)定性。
具體實施例方式
實施例1:
按配方稱量氧化鋯粉50公斤，含外加氧化釔2.54公斤，氧化鎂350克， 氧化鋁1.6公斤，莫來石0.8公斤，加水36.5公斤、547亳升30%濃度的聚丙 稀酸銨，經(jīng)球磨混合、造粒、等靜壓成型后，在148(TC范圍燒成2小時，制 得復(fù)相陶瓷材料強(qiáng)度620MPa,斷裂韌性14MPam1/2。
實施例2:
按配方稱量氧化鋯粉50公斤，含外加氧化釔2. 54公斤，氧化鎂350克， 氧化鋁1.6公斤，莫來石0.6公斤，加水36公斤、300克聚丙稀酸銨，經(jīng)球 磨混合、造粒、等靜壓成型后，在1520'C范圍燒成2小時，制得復(fù)相陶瓷材 料強(qiáng)度650MPa,斷裂韌性llMPam"2。
權(quán)利要求
1、一種含莫來石組分的氧化鋯四元系復(fù)相陶瓷材料，其特征在于在2-3mol％氧化釔穩(wěn)定、并含0.5-5mol％氧化鎂、4-15vol％氧化鋁組成的Y2O3-ZrO2-MgO-Al2O3四元系氧化鋯復(fù)相陶瓷基礎(chǔ)上，以莫來石3Al2O3·2SiO2的形式引入0.4-1.0wt％的氧化硅組分，添加分散劑、結(jié)合劑與水，經(jīng)混合、造粒、成型，燒成制得。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種含莫來石組分的氧化鋯四元系復(fù)相陶瓷材料，屬于結(jié)構(gòu)陶瓷制備技術(shù)領(lǐng)域。該復(fù)相陶瓷配方為，在2-3mol％氧化釔穩(wěn)定、并含0.5-5mol％氧化鎂、4-15vol％氧化鋁組分氧化鋯四元系配方基礎(chǔ)上，以莫來石3Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>·2SiO<sub>2</sub>的形式復(fù)合0.4-1.0wt％的氧化硅組分，經(jīng)球磨、造粒、成型、燒成后，制得結(jié)構(gòu)均勻，優(yōu)良力學(xué)性能的復(fù)相陶瓷材料。本發(fā)明的優(yōu)點在于使燒成溫度減低的同時，保持寬的燒成溫度范圍，降低材料的燒成成本和利于細(xì)晶結(jié)構(gòu)的形成，提高整體的性能成本比，并保持力學(xué)性能的穩(wěn)定性。
文檔編號C04B35/48GK101186499SQ20071015104
公開日2008年5月28日 申請日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者劉之鑫, 劉家臣, 張婧媛, 慶 易, 超 韓 申請人:天津大學(xué)