專利名稱：高密度鎂穩(wěn)定氧化鋯陶瓷的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本項發(fā)明涉及氧化鋯陶瓷領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷具有非常良好的抗熱震性，因此用其制造成氧濃差電池，廣泛地應(yīng)用于冶金行業(yè)，金屬熔液的氧活度測定，實現(xiàn)冶煉過程中的在線檢測。要制造出性能優(yōu)良的定氧電池，要求鎂穩(wěn)定氧化鋯陶瓷具有較高體密度；很高的機械抗彎強度；非常良好的抗熱震性及較高的高溫離子電導(dǎo)率。目前為獲得此優(yōu)良性能的鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷材料，通常用化學(xué)沉淀法生產(chǎn)粉料，必須在高于1700°C的溫度下燒成，或采用等靜壓成型，工藝復(fù)雜,生產(chǎn)成本高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對目前鎂部分穩(wěn)定氧化鋯陶瓷材料通常用化學(xué)沉淀法生產(chǎn)粉料，必須在高于1700°C的溫度下燒成，或采用等靜壓成型，工藝復(fù)雜，生產(chǎn)成本高之不足，而提供一種高密度鎂穩(wěn)定氧化鋯陶瓷及制備工藝。高密度鎂穩(wěn)定氧化鋯陶瓷，其原料配比為ZrO2 80 9911101% MgO O. I IOmol %Y2O3 O. I O. 5mol % CaO O. I O. 5mol %燒結(jié)促進劑O. I 5wt%燒結(jié)促進劑由Al2O3, SiO2, TiO2, Fe2O3組成，其配比為Al2O3 10 40111011% SiO2 30 6011101%TiO2 20 5011101% Fe2O3 0.5 20mol(%。制備工藝為B、粉料制備將按以上配比配好的原料進行球磨，采用行星磨濕式研磨5-7小時，烘干，然后裝缽，經(jīng)1000 1300°c煅燒，過100 200目篩，制成粉料；B、陶瓷的制備a、制混料按重量比將粉料70 88、石蠟I 10、聚乙烯或聚丙烯10 30、油酸I 10混合均勻，制成混料；b、制粒將混料通過造粒機制成顆粒，Φ 3 5mm ;C、制坯將顆粒用注塑機注塑成型，制成坯體；d、排膠將坯體置入箱式爐中，在溫度100-500°C排膠48 72小時，e、高溫?zé)Y(jié)將排膠后的坯體擺放于剛玉坩堝中，經(jīng)1600 1690°C燒結(jié)，得到高密度的氧化鋯制品。本發(fā)明的優(yōu)點是本發(fā)明采用復(fù)合穩(wěn)定劑MgO，Y2O3, CaO及加入一定量的燒結(jié)促進劑A12o3，SiO2, TiO2, Fe2O3等，用固相反應(yīng)法制粉。使陶瓷材料燒成溫度大大降低，在1600 1690°C下就能獲得高密度陶瓷材料，其相對密度達97%左右。材料的抗彎強度高，抗熱震性好，離子電導(dǎo)率高。用此材料可制造出高性能的定氧電池。
具體實施例方式原料按mol配比ZrO2 90mol% MgO 5mol% Y2O3 O. 3mol% CaO 0. 3mol% 燒結(jié)促進劑0. 3wt % ；燒結(jié)促進劑按mol配比為Al2O3 25mol% SiO2 40mol% TiO2 40mol% Fe2O3 IOmol%。A、粉料制備將按以上配比配好的原料進行球磨，采用行星磨濕式研磨5-7小時，烘干，然后裝缽，經(jīng)1000 1300°c煅燒，過100 200目篩，制成粉料；B、陶瓷的制備a、制混料將粉料80kg、石臘5kg、聚乙烯或聚丙烯20kg、油酸5kg混合均勻，制成混料；b、制粒將混料通過造粒機制成顆粒，Φ 3 5mm ;C、制坯將顆粒用注塑機注射成型，制造出氧電池用鋯管坯體；d、排膠將坯體置入箱式爐中，在溫度100-500°C排膠48 72小時，e、高溫?zé)Y(jié)將排膠后的坯體擺放于剛玉坩堝中，經(jīng)1600 1690°C燒結(jié)，得到高密度的氧電池用鋯管制品。性能用阿基米德稱重法測量鋯管的相對密度，其相對密度可達97%。用力學(xué)測量機械測量鋯管的抗彎強度達到2000MPa?？篃嵴鹦?，完好率達98%以上。氧電池用鋯管外觀為淺黃色。
權(quán)利要求
1.高密度鎂穩(wěn)定氧化鋯陶瓷，其特征在于其原料配比為 ZrO2 80 99mol% MgO O. I IOmol %Y2O3 O. I O. 5mol % CaO O. I O. 5mol % 燒結(jié)促進劑O. I 5wt% ； 燒結(jié)促進劑由Al2O3, SiO2, TiO2, Fe2O3組成，其配比為 Al2O3 10 40mol% SiO2 30 60mol% TiO2 20 50mol % Fe2O3 O. 5 20mol %。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高密度鎂穩(wěn)定氧化鋯陶瓷，其特征在于制備工藝為 A、粉料制備將按以上配比配好的原料進行球磨，采用行星磨濕式研磨5-7小時，烘干，然后裝缽，經(jīng)1000 1300°C煅燒，過100 200目篩，制成粉料； B、陶瓷的制備 a、制混料按重量比將粉料70 88、石蠟I 10、聚乙烯或聚丙烯10 30、油酸I 10混合均勻，制成混料； b、制粒將混料通過造粒機制成顆粒，f3 5_ ； C、制坯將顆粒用注塑機注塑成型，制成坯體； d、排膠將坯體置入箱式爐中，在溫度100-500°C排膠48 72小時， e、高溫?zé)Y(jié)將排膠后的坯體擺放于剛玉坩堝中，經(jīng)1600 1690°C燒結(jié)，得到氧化鋯制品。
全文摘要
高密度鎂穩(wěn)定氧化鋯陶瓷，其原料配比為ZrO2 80～99mol％、MgO 0.1～10mol％、Y2O3 0.1～0.5mol％、 CaO 0.1～0.5mol％、燒結(jié)促進劑 0.1～5wt％；制備工藝為A、粉料制備，B、陶瓷的制備a、制混料b、制粒；c、制坯；d、排膠；e、高溫?zé)Y(jié)。優(yōu)點是本發(fā)明使陶瓷材料燒成溫度大大降低，在1600～1690℃下就能獲得高密度陶瓷材料，其相對密度達97％左右。材料的抗彎強度高，抗熱震性好，離子電導(dǎo)率高。
文檔編號C04B35/622GK102863213SQ20121034519
公開日2013年1月9日 申請日期2012年9月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月14日
發(fā)明者潘曉光, 楊明江 申請人:鐘祥市中原電子有限責(zé)任公司