一種防靜電氧化鋯陶瓷及其制造工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種防靜電氧化鋯陶瓷，其是由以下摩爾份數的原料組成：釔穩(wěn)定氧化鋯、氧化鈉、氧化鋁、氧化鈣、一氧化鎳、三氧化二鉻、四氧化三錳、導電碳黑。防靜電氧化鋯陶瓷的制造工藝，步驟如下：1）將釔穩(wěn)定氧化鋯進行充分球磨；2）將球磨后的釔穩(wěn)定氧化鋯、氧化鈉、氧化鋁、氧化鈣、一氧化鎳、三氧化二鉻、四氧化三錳、導電碳黑混合進行充分砂磨混合；3）向上步得到的混合物中添加粘結劑，造粒；4）室溫下，將上述球狀顆粒置于模具中壓制成型，再熱壓脫脂燒結；燒結完成后，自然冷卻到室溫即可。本發(fā)明生產出來的氧化鋯陶瓷制品化學穩(wěn)定性好，硬度高、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、絕緣性強，防靜電性能優(yōu)勢顯著。具有較好的應用前景。
【專利說明】-種防靜電氧化錯陶瓷及其制造工藝

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種防靜電氧化鉛陶瓷及其制造工藝。

【背景技術】
[0002] 氧化鉛陶瓷材料具有硬度高、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕、防磁，絕緣等特性。但由于 環(huán)境溫度、濕度W及本身結構的因素，在某些特殊情況下，氧化鉛陶瓷材料具有使電流通過 的性質，可能產生導電性，存在靜電。因此，氧化鉛陶瓷材料的本質決定了使用環(huán)境。改善 氧化鉛陶瓷材料防靜電性能，并且進一步全面提升氧化鉛陶瓷材料的硬度、耐磨損性能、耐 腐蝕性能等，W使其廣泛應用于更苛刻的環(huán)境中，一直是本領域技術人員所要解決的技術 問題。
[0003] 關于防靜電陶瓷，國內外的學者已做過大量的研究工作，美國專利US5525135提 出了一種a -Al2〇3-Zr〇2-Ti〇2體系的防靜電陶瓷材料，同時，該防靜電陶瓷具有相對較高的 耐磨性能。
[0004] 此外，也有一些專利通過在配方體系中引入相應的添加劑來改善氧化鉛陶瓷的防 靜電性能。
[0005] 如；US4110260通過在氧化鉛陶瓷中引入二氧化娃與二氧化鐵來降低電阻率，最 終獲得具有防靜電功能的陶瓷。
[0006] US6136323通過在氧化鉛陶瓷中引入稀±氧化物W及鉛酸鹽，從而大大提高了陶 瓷的防靜電性能。
[0007] 中國專利也做了大量的研究，目前中國專利在防靜電陶瓷該塊領域，主要集中在 防靜電陶瓷地板磚方面，例如申請?zhí)枮?01010563879. 2的專利申請，公開了一種防靜電陶 瓷磚，它是W玻璃相、石英相、頑火輝石相為主體組成的建筑陶瓷磚，而所述陶瓷磚中巧雜 有半導體氧化物，構成防靜電陶瓷磚。并且聲稱所生成的產品具有防火、使用壽命長、防潮、 防水、防蛙等特點，且生產方法簡單可行，有利于工業(yè)化生產。
[0008] 申請?zhí)枮?01210585834. 4的專利申請，公開了一種防靜電陶瓷磚的制造方法，方 法步驟包括；a.噴霧干燥后的陶瓷磚粉料過80目篩，控制其含水率為1?4% ;b.在導電 粉中加入陶瓷用添加劑后加水球磨制備成導電粉漿料；C.將所述導電粉漿料包裹于所述 陶瓷磚粉料上，所得到的包裹粉料含水率控制為5%?7. 5% ;d.將所述包裹粉料通過陶瓷 磚布料系統(tǒng)布料后壓制成形，燒制后得到所述防靜電陶瓷磚制品。
[0009] 然而，防靜電陶瓷地板磚，其用途相對較局限，功能較單一，主要集中在防靜電改 性上，對于具有廣泛應用前景的防靜電陶瓷材料，從目前的技術狀況來看，也大多集中在防 靜電功能改性上，沒有兼顧其他的性能，如硬度、耐磨損性能、耐腐蝕性能等。


【發(fā)明內容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種防靜電氧化鉛陶瓷及其制造工藝。
[0011] 本發(fā)明所采取的技術方案是：
[0012] 一種防靜電氧化鉛陶瓷，其是由W下質量份的原料組成：68% -95%的紀穩(wěn)定氧 化鉛、0. 1% -5%的氧化軸、0. 5% -15%的氧化鉛、0. 05% -8%的氧化巧、0. 05% -10%份的 一氧化媒、0. 1% -10%的H氧化二鉛、0. 2% -10%四氧化H猛、0. 3% -20%的導電碳黑。
[0013] 所述的紀穩(wěn)定氧化鉛為紀穩(wěn)定氧化鉛鍛燒顆粒、紀穩(wěn)定氧化鉛粉中的至少一種。
[0014] 所述的紀穩(wěn)定氧化鉛鍛燒顆粒為3mol紀穩(wěn)定二氧化鉛鍛燒顆粒，其粒徑為 1 y m-3 y m。
[0015] 所述的氧化軸的中位粒徑為0. I y m-0. 5 y m，純度> 99%。
[0016] 所述的氧化鉛的中位粒徑為0. 1 y m-0. 5 y m，純度> 99%。
[0017] 所述的導電碳黑為超導電碳黑、其中位粒徑為0. 05 ym-0. 2 ym。
[0018] 一種防靜電氧化鉛陶瓷的制造工藝，步驟如下：
[0019] 1)將紀穩(wěn)定氧化鉛進行充分球磨；
[0020] 2)將球磨后的紀穩(wěn)定氧化鉛、氧化軸、氧化鉛、氧化巧、一氧化媒、H氧化二鉛、四 氧化H猛、導電碳黑混合進行充分砂磨混合；
[0021] 3)向混合物中添加粘結劑，造粒，獲得粒徑為20 U m-50 U m的球狀顆粒；
[0022] 4)將上述球狀顆粒置于模具中壓制成型，再熱壓脫脂燒結；燒結完成后，自然冷 卻到室溫即可。
[0023] 步驟4)中，模具為鋼模、橡膠模、石墨模具中的一種。
[0024] 步驟4)中，熱壓脫脂燒結的燒結條件為；燒結溫度為50(TC -155(TC ;升溫速率為 TC /min-5°C /min ;燒結壓力為25MPa-40MPa ;保溫保壓時間為化-6h。
[0025] 步驟4)中，燒結環(huán)境為真空環(huán)境或氣氛環(huán)境，氣氛環(huán)境采用的氣體為空氣、氨氣、 氮氣、氮氣中的至少一種。
[0026] 本發(fā)明的有益效果是：
[0027] 本發(fā)明生產出來的氧化鉛陶瓷制品化學穩(wěn)定性好，硬度高、耐高溫、耐磨損、耐腐 蝕、絕緣性強，防靜電性能優(yōu)勢顯著。在電子陶瓷、功能陶瓷、生物陶瓷領域和刀具、工具領 域中具有較好的應用前景。

【具體實施方式】
[0028] -種防靜電氧化鉛陶瓷，其是由W下質量百分比的原料組成；68% -95%的紀穩(wěn) 定氧化鉛、0. 1% -5%的氧化軸、0. 5% -15%的氧化鉛、0. 05% -8%的氧化巧、0. 05% -10% 份的一氧化媒、0. 1% -10%的H氧化二鉛、0. 2% -10%四氧化H猛、0. 3% -20%的導電碳 黑；各原料的用量加和為100%。
[0029] 所述的紀穩(wěn)定氧化鉛為紀穩(wěn)定氧化鉛鍛燒顆粒、紀穩(wěn)定氧化鉛粉中的至少一種。
[0030] 優(yōu)選的，所述的紀穩(wěn)定氧化鉛為紀穩(wěn)定氧化鉛鍛燒顆粒，進一步優(yōu)選的，為3mol 紀穩(wěn)定氧化鉛鍛燒顆粒；所述的3mol紀穩(wěn)定氧化鉛鍛燒顆粒的粒徑為1 y m-3 y m。
[0031] 紀穩(wěn)定氧化鉛鍛燒顆粒為現有技術產品，除了商業(yè)渠道獲得外，也可按照現有技 術中的方法即可制備得到，例如文獻"王洪升，王貴，張景德等，紀穩(wěn)定氧化鉛納米粉體制備 技術研究進展，娃酸鹽通報，2006,25化）=117-121"中的圖1所示的方法，為制得鍛燒顆粒， 只需到圖1中的鍛燒一步為止即可，不用經過研磨。
[0032] 紀穩(wěn)定氧化鉛粉也為現有技術產品，商業(yè)渠道可獲得。
[003引優(yōu)選的；所述的氧化軸的中位粒徑為0. I y m-0. 5 y m，純度> 99% ;所述的氧化鉛 的中位粒徑為0. 1 U m-0. 5 y m，純度> 99% ;所述的導電碳黑為超導電碳黑，其中位粒徑為 0. 05 U m-0. 2 U m0
[0034] -種防靜電氧化鉛陶瓷的制造工藝，步驟如下：
[00巧]1)將3mol紀穩(wěn)定氧化鉛鍛燒顆粒進行充分球磨；
[0036] 2)將球磨后的紀穩(wěn)定氧化鉛、氧化軸、氧化鉛、氧化巧、一氧化媒、H氧化二鉛、四 氧
[0037] 化H猛、導電碳黑混合進行充分砂磨混合；
[003引扣向上步得到的混合物中添加粘結劑，造粒，獲得粒徑為20 U m-50 U m的球狀顆 粒；
[0039] 4)將上述球狀顆粒置于模具中壓制成型，再進行熱壓脫脂燒結，其中，升溫速率為 1-5°C /min,脫脂燒結溫度為500-155(TC，燒結壓力為25-40MPa，保溫保壓時間為2-化，燒 結后，自然冷卻到室溫。
[0040] 步驟4)中，所述的模具為鋼模、橡膠模、石墨模具中的一種。
[0041] 評價本發(fā)明的防靜電材料的性能，現引用標準SJ/T10694-2006,具有下列特性的 材料可稱為靜電耗散材料，具有防靜電功能：
[004引 體積導電型；具有體積電阻率大于等于IXlO4Q ? cm但小于1X10" Q ? cm的材 料。
[0043] 體積電阻率在W上范圍內的，本發(fā)明標記為"V "，否則，記為"X "。
[0044] 下面結合具體實施例對本發(fā)明做進一步的說明：
[0045] 實施例1 :
[0046] 防靜電氧化鉛陶瓷的配方成份，如下表：
[0047] 表1 ;防靜電氧化鉛陶瓷的配方成份表
[0048]

【權利要求】
1. 一種防靜電氧化鋯陶瓷，其特征在于：其是由以下質量百分比的原料組成： 68%-95%的釔穩(wěn)定氧化鋯、0. 1%-5%的氧化鈉、0. 5%-15%的氧化鋁、0. 05%-8%的氧化鈣、 0. 05%-10%份的一氧化鎳、0. 1%-10%的三氧化二鉻、0. 2%-10%四氧化三錳、0. 3%-20%的導電 碳黑。
2. 根據權利要求1所述的一種防靜電氧化鋯陶瓷，其特征在于：所述的釔穩(wěn)定氧化鋯 為釔穩(wěn)定氧化鋯煅燒顆粒、釔穩(wěn)定氧化鋯粉中的至少一種。
3. 根據權利要求2所述的一種防靜電氧化鋯陶瓷，其特征在于：所述的釔穩(wěn)定氧化鋯 煅燒顆粒為3mol釔穩(wěn)定氧化鋯煅燒顆粒，其粒徑為1 y m-3 y m。
4. 根據權利要求1所述的一種防靜電氧化鋯陶瓷，其特征在于：所述的氧化鈉的中位 粒徑為0? 1 y m-0. 5 ii m，純度彡99%。
5. 根據權利要求1所述的一種防靜電氧化鋯陶瓷，其特征在于：所述的氧化鋁的中位 粒徑為0? 1 y m-0. 5 ii m，純度彡99%。
6. 根據權利要求1所述的一種防靜電氧化鋯陶瓷，其特征在于：所述的導電碳黑為超 導電碳黑，其中位粒徑為〇. 05 y m-0. 2 ii m。
7. 權利要求1所述的一種防靜電氧化鋯陶瓷的制造工藝，其特征在于：步驟如下： 1) 將釔穩(wěn)定氧化鋯煅燒顆粒進行充分球磨； 2) 將球磨后的釔穩(wěn)定氧化鋯、氧化鈉、氧化鋁、氧化鈣、一氧化鎳、三氧化二鉻、四氧化 三錳、導電碳黑混合后進行充分砂磨混合； 3) 向混合物中添加粘結劑，造粒，獲得粒徑為20 ii m-50 ii m的球狀顆粒； 4) 將上述球狀顆粒置于模具中壓制成型，再熱壓脫脂燒結；燒結完成后，自然冷卻到室 溫即可。
8. 根據權利要求7所述的一種防靜電氧化鋯陶瓷的制造工藝，其特征在于：步驟4)中， 模具為鋼模、橡膠模、石墨模具中的一種。
9. 根據權利要求7所述的一種防靜電氧化鋯陶瓷的制造工藝，其特征在于：步驟4)中， 熱壓脫脂燒結的燒結條件為：燒結溫度為500°C -1550°C ;升溫速率為1°C /min-5°C /min ; 燒結壓力為25MPa-40MPa ;保溫保壓時間為2h-6h。
10. 根據權利要求7所述的一種防靜電氧化鋯陶瓷的制造工藝，其特征在于：步驟4) 中，燒結環(huán)境為真空環(huán)境或氣氛環(huán)境，氣氛環(huán)境米用的氣體為空氣、氫氣、氦氣、氮氣中的至 少一種。
【文檔編號】C04B35/622GK104341150SQ201410466645
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年9月12日 優(yōu)先權日:2014年9月12日
【發(fā)明者】李正國, 劉衛(wèi)紅, 李婧圓, 李博, 張仲福 申請人:李正國