本發(fā)明屬于材料制備工藝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件及其制備方法。

背景技術(shù)：

隨著電子信息及高端機(jī)械系統(tǒng)的逐步發(fā)展，注射成型制品在醫(yī)療、信息、汽車工程、自動(dòng)化、環(huán)境與安全和日常生活領(lǐng)域得到了應(yīng)用，并以每年20％的速率增長(zhǎng)。注射成形技術(shù)與目前在機(jī)械領(lǐng)域廣泛應(yīng)用的硅基材料構(gòu)件成形工藝相比，制造成本低，生產(chǎn)周期短，且成形工藝簡(jiǎn)單，構(gòu)件質(zhì)量易于保證，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和批量生產(chǎn)。工業(yè)特種用途的陶瓷制件很難用普通加工方法成形，因此，注射成形技術(shù)得到了前所未有的發(fā)展。模具制造技術(shù)和注射成形機(jī)是精密陶瓷生產(chǎn)的關(guān)鍵。近年來，用電鑄及脫模技術(shù)(liga)結(jié)合深層反應(yīng)離子刻蝕技術(shù)(edm)能生產(chǎn)出形狀非常復(fù)雜的3d型腔，從而成功生產(chǎn)出異型零件，但在用氧化鋯材料成形3d零件方面仍有較大困難。一般注射成形機(jī)大致由注射單元、模具、鎖模裝置、脫模裝置、溫度及壓力控制系統(tǒng)、質(zhì)量監(jiān)控系統(tǒng)等組成。由于注射成形制品的外部尺寸可大可小，最小可達(dá)幾微米，因此需要很多特殊裝置及設(shè)備，如抽真空設(shè)備和變模溫控制系統(tǒng)等。zro2陶瓷具有熔點(diǎn)高，化學(xué)性能穩(wěn)定，熱導(dǎo)率低，耐磨性好，抗腐蝕性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，在科研領(lǐng)域已成研究熱點(diǎn)，在工業(yè)生產(chǎn)中也得到廣泛應(yīng)用。

中國專利200910090645.8提供了一種注射成型制造齒狀異形陶瓷部件的方法。將陶瓷粉體和有機(jī)粘結(jié)劑混合均勻得到注射成型混合料，所述注射成型混合料中，陶瓷粉體的重量百分含量為81-90％，有機(jī)粘結(jié)劑的重量百分含量為10-19％，注射成型混合料在注射成型機(jī)上注射成型得到坯體，注射溫度在175-195℃之間，注入模具后在2分鐘內(nèi)脫模得到成型坯體；然后進(jìn)行水萃取脫脂及熱脫脂，熱脫脂后的坯體進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度在1350-1550℃之間，保溫1-4小時(shí)，隨爐冷卻，得到陶瓷部件。

中國專利201010173567.0提供了一種制備彩色氧化鋯陶瓷部件的方法，屬于陶瓷材料制備技術(shù)和陶瓷注射成型技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括以下步驟：將注射成型配料按以下質(zhì)量百分比混合：氧化鋯粉85～90％；低熔點(diǎn)粘結(jié)劑8～12％；非可溶性骨架粘結(jié)劑2～4％；然后經(jīng)注射成型、坯體脫脂，再將脫脂后坯體放在含有著色離子的溶液中浸泡，最后將坯體排膠燒結(jié)可以獲得彩色氧化鋯陶瓷，而且通過控制浸泡時(shí)間可以實(shí)現(xiàn)染色深度的調(diào)控。

中國專利200810121058.6提供了一種氧化鋯管的制備方法，包括：(1)陶瓷漿料制備：將陶瓷粉料、微晶石蠟、聚乙烯或聚丙烯、油酸進(jìn)行充分混合；(2)注射成型：通過造粒機(jī)制成適用的注射成型所需要的顆粒，最后用注射成型機(jī)生產(chǎn)出氧傳感器鋯管的坯件；(3)低溫排蠟：進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間低溫加熱處理，排出石蠟樹脂黏合劑；(4)冷等靜壓：使坯體各向受壓力均勻，消除排蠟后坯體中所留下的空隙；(5)高溫?zé)Y(jié)：燒結(jié)成氧化鋯管。

中國專利201410437995.8提供了一種氧化鋯陶瓷插芯，以氧化鋯陶瓷粉為主料，在混煉的過程中加入了乙烯-醋酸乙烯共聚物、油酸、聚甲基丙烯酸酯、無規(guī)聚丙烯、石蠟，所制的氧化鋯陶瓷插芯耐磨性好，抗老化，環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)，強(qiáng)度高；該發(fā)明還公開了上述氧化鋯陶瓷插芯的生產(chǎn)工藝，依次經(jīng)過干燥、混煉、壓片、粉粹、注射成型、熱脫脂、燒結(jié)、研磨等步驟，注射成型中采用高壓低速注射，保證了注射料的密實(shí)度，無氣孔。

中國專利03115163.9提供了一種注射成型工藝氧化鋯制品的制作工藝。其特征在于包括：對(duì)市售的納米量級(jí)氧化鋯粉料采用煅燒方法進(jìn)行改性；粘結(jié)劑的選擇以及注射成型和燒結(jié)制度的選擇。粉料煅燒是在電爐中按3-15℃/min升溫速率，加熱到700-1000℃保溫0.5-20h。粘結(jié)劑配比為pp∶eva∶pe∶pw＝1-7∶1-6∶1-7∶1-8，粘結(jié)劑與改性后粉料按18∶82比例配制，在80-150℃下機(jī)械混合，造粒后注射成型，于1400-1600℃，保溫1-3小時(shí)燒結(jié)成制品。最終產(chǎn)品密度＞5.9g/cm3，抗彎強(qiáng)度＞900mpa，硬度hra＞88。

中國專利200610034649.0提供了一種注射成型工藝制造氧化鋯結(jié)構(gòu)陶瓷制品的方法，包括如下步驟：(1)制備有機(jī)粘結(jié)劑顆粒；(2)將氧化鋯粉料脫水：(3)將有機(jī)粘結(jié)劑顆粒和脫水后的氧化鋯粉料混合并混煉成均勻的料泥，然后將料泥冷卻并破碎，得到混合料顆粒；(4)將混合料顆粒注射成型，得到生坯；(5)將生坯浸入有機(jī)溶劑中，部分地脫除生坯中的有機(jī)粘結(jié)劑；(6)在氧化氣氛中對(duì)經(jīng)步驟(5)處理的生坯進(jìn)行熱處理；(7)燒結(jié)成瓷；必要時(shí)進(jìn)行機(jī)械加工，得到制品。

中國專利201210345193.5提供了一種高密度鎂穩(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(jìn)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)。該發(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(duì)密度達(dá)97％左右。

中國專利200710035085.7提供了一種氧化鋯注塑成型方法，采用一種氧化鋯陶瓷的注射成型方法和粉料有機(jī)載體及合理的脫脂工藝：以氧化鋯粉末為主體，加入一定分量的經(jīng)優(yōu)化組合的有機(jī)載體，采用注射成型工藝制作坯體，通過合理的脫脂、燒結(jié)工藝制成高性能的氧化鋯陶瓷制品。所述的氧化鋯陶瓷制品制作工藝包括：密練步驟、注射成型步驟、媒介脫脂步驟、加熱脫脂步驟和燒結(jié)步驟。所述的粉料有機(jī)載體包括：聚乙烯、聚丙烯、植物油、油酸和石蠟。且氧化鋯粉末與粉料有機(jī)載體的配比為100∶10-80重量份數(shù)。

現(xiàn)有技術(shù)均僅針對(duì)低純度氧化鋯注射成型技術(shù)進(jìn)行研究，沒有針對(duì)高純度細(xì)晶低溫?zé)Y(jié)超韌技術(shù)進(jìn)行研究，從而產(chǎn)品的應(yīng)用面較窄，沒有真正發(fā)揮氧化鋯材料的韌性特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決現(xiàn)有技術(shù)在高端精密設(shè)備用高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件在使用中無法滿足要求的情況，本發(fā)明提供了一種全新的高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件及其制備方法。本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，并提供一種韌性強(qiáng)度可調(diào)，價(jià)格低廉的氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件，提供高純氧化鋯與氧化鉿、氧化釔、氧化鈰、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鈦、氧化硅、氧化鈷、氧化鐵、氧化鈧、氧化釩、氧化錳、氧化鎳、氧化銅、氧化鋅、氧化鈮、氧化鉬、氧化銦、氧化錫、氧化鋇、氧化鉭、氧化鎢、氧化鑭、氧化鐠、氧化釹、氧化碲、氧化鋱、氧化銪、氧化鉺中的至少一種復(fù)合的高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件及其制備方法，采用納米級(jí)高純復(fù)合氧化鋯粉與無殘留粘結(jié)劑，無殘留表面活性劑，無殘留潤(rùn)滑劑，無殘留增塑劑進(jìn)行混煉，混煉完畢后進(jìn)行制粒，再將制好的顆粒放入注射成型機(jī)中進(jìn)行注射成型，最后進(jìn)行排膠燒結(jié)處理，即獲得高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件。本發(fā)明具有高純高強(qiáng)高韌高強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，本發(fā)明不僅工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單，成本低，收率高，能耗低，生產(chǎn)效率高，適合工業(yè)化生產(chǎn)，而且能夠獲得質(zhì)量穩(wěn)定、晶粒細(xì)小可控的氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件，本發(fā)明過程無壞境污染，是一種新型的低成本、質(zhì)量穩(wěn)定的高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件的制備方法。

本發(fā)明所述的氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件相對(duì)密度為95%~99.9%，主元素純度為99.5%~99.999%，抗彎強(qiáng)度為1200~2000mpa，晶粒尺寸為0.1~20微米，維氏硬度為hv2000~20000。

優(yōu)選地，所述的高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件的相對(duì)密度為97%~99%。

優(yōu)選地，所述的高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件的主元素純度為99.9%~99.999%。

優(yōu)選地，所述的高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件的抗彎強(qiáng)度為1400~1800mpa。

優(yōu)選地，所述的高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件的晶粒尺寸為0.2~2微米。

優(yōu)選地，所述的高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件的維氏硬度為hv2500~16000。

本發(fā)明所述的高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件的主元素為氧化鋯、氧化鉿、氧化釔、氧化鈰、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鈦、氧化硅、氧化鈷、氧化鐵、氧化鈧、氧化釩、氧化錳、氧化鎳、氧化銅、氧化鋅、氧化鈮、氧化鉬、氧化銦、氧化錫、氧化鋇、氧化鉭、氧化鎢、氧化鑭、氧化鐠、氧化釹、氧化碲、氧化鋱、氧化銪、氧化鉺，所述的主元素純度為主元素重量與總重量的重量百分比。

為了達(dá)到上述使用要求，本發(fā)明使用的技術(shù)方案為高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件的制備方法，所述方法的具體步驟如下。

（1）按特定的配比選取納米級(jí)的氧化鋯粉摻雜氧化鋯、氧化鉿、氧化釔、氧化鈰、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鈦、氧化硅、氧化鈷、氧化鐵、氧化鈧、氧化釩、氧化錳、氧化鎳、氧化銅、氧化鋅、氧化鈮、氧化鉬、氧化銦、氧化錫、氧化鋇、氧化鉭、氧化鎢、氧化鑭、氧化鐠、氧化釹、氧化碲、氧化鋱、氧化銪、氧化鉺中的至少一種的納米復(fù)合氧化鋯粉，在納米粉放入無殘留粘結(jié)劑，無殘留表面活性劑，無殘留潤(rùn)滑劑，無殘留增塑劑進(jìn)行混煉。

（2）將步驟（1）中獲得混煉料進(jìn)行造粒處理，將造好的粒放入注射成型機(jī)中進(jìn)行注射成型。

（3）將步驟（2）中獲得注射成型坯料進(jìn)行排膠及燒結(jié)處理，即得高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件。

（4）測(cè)量步驟（3）中高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件的密度、純度、晶粒尺寸、抗彎強(qiáng)度及硬度。

本發(fā)明為高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件及其制備方法，為了讓本發(fā)明有效，需要對(duì)上述步驟進(jìn)行細(xì)化，具體細(xì)化參數(shù)如下。

步驟（1）中，所述的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鋯的重量百分比為10%~99%，余量為氧化鉿、氧化釔、氧化鈰、氧化鈣、氧化鎂、氧化鋁、氧化鈦、氧化硅、氧化鈷、氧化鐵、氧化鈧、氧化釩、氧化錳、氧化鎳、氧化銅、氧化鋅、氧化鈮、氧化鉬、氧化銦、氧化錫、氧化鋇、氧化鉭、氧化鎢、氧化鑭、氧化鐠、氧化釹、氧化碲、氧化鋱、氧化銪、氧化鉺中的至少一種。

步驟（1）中，所述的納米復(fù)合氧化鋯粉的一次粒徑為1~100納米。

步驟（1）中，所述的納米復(fù)合氧化鋯粉的純度為99.5%~99.999%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鉿的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化釔的摩爾百分比為3~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鈰的重量百分比為0.1~20%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鈣的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鎂的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鋁的重量百分比為0.1~30%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鈦的重量百分比為0.1~20%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化硅的重量百分比為0.1~20%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鈷的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鐵的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鈧的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化釩的重量百分比為0.1~10%。、

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化錳的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鎳的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化銅的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鋅的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鈮的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鉬的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化銦的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化錫的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鋇的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鉭的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鎢的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鑭的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鐠的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化釹的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化碲的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鋱的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化銪的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鉺的重量百分比為0.1~10%。

步驟（1）中，選用的無殘留粘結(jié)劑為高純聚乙烯醇、高純聚氯乙烯中的至少一種。

步驟（1）中，選用的無殘留表面活性劑為高純十八烷酸，高純十六烷酸，高純十八烯酸中的至少一種。

步驟（1）中，選用的無殘留潤(rùn)滑劑為高純丙三醇，高純聚乙烯蠟，高純硬脂酸酰胺，高純乙烯基雙硬脂酰胺中的至少一種。

步驟（1）中，選用的無殘留增塑劑為高純石蠟，高純鄰苯二甲酸二辛酯，高純鄰苯二甲酸二環(huán)己酯中的至少一種。

步驟（1）中，選用的無殘留粘結(jié)劑中的高純聚乙烯醇純度為99.9%~99.999%。

步驟（1）中，選用的無殘留粘結(jié)劑中的高純聚氯乙烯純度為99.9%~99.999%。

步驟（1）中，選用的無殘留表面活性劑中的高純十八烷酸純度為99.9%~99.999%。

步驟（1）中，選用的無殘留表面活性劑中的高純十六烷酸純度為99.9%~99.999%。

步驟（1）中，選用的無殘留表面活性劑中的高純十八烯酸純度為99.9%~99.999%。

步驟（1）中，選用的無殘留潤(rùn)滑劑中的高純丙三醇純度為99.9%~99.999%。

步驟（1）中，選用的無殘留潤(rùn)滑劑中的高純聚乙烯蠟純度為99.9%~99.999%。

步驟（1）中，選用的無殘留潤(rùn)滑劑中的高純硬脂酸酰胺純度為99.9%~99.999%。

步驟（1）中，選用的無殘留潤(rùn)滑劑中的高純乙烯基雙硬脂酰胺純度為99.9%~99.999%。

步驟（1）中，選用的無殘留增塑劑中的高純石蠟純度為99.9%~99.999%。

步驟（1）中，選用的無殘留增塑劑中的高純鄰苯二甲酸二辛酯純度為99.9%~99.999%。

步驟（1）中，選用的無殘留增塑劑中的高純鄰苯二甲酸二環(huán)己酯純度為99.9%~99.999%。

步驟（1）中，所述的納米復(fù)合氧化鋯粉的重量百分比為80%~90%，余量為無殘留粘結(jié)劑，無殘留表面活性劑，無殘留潤(rùn)滑劑，無殘留增塑劑的總和。

步驟（1）中，所述的混煉時(shí)間為2~48小時(shí)。

步驟（1）中，所述的混煉溫度為120~170度。

優(yōu)選地，步驟（1）中，所述的納米復(fù)合氧化鋯粉的一次粒徑為10~40納米。

優(yōu)選地，步驟（1）中，所述的納米復(fù)合氧化鋯粉的純度為99.99%~99.999%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鉿的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化釔的摩爾百分比為3~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鈰的重量百分比為0.1~10%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鈣的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鎂的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鋁的重量百分比為0.1~10%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鈦的重量百分比為0.1~10%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化硅的重量百分比為0.1~10%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鈷的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鐵的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鈧的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化釩的重量百分比為0.1~5%。、

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化錳的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鎳的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化銅的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鋅的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鈮的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鉬的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化銦的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化錫的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鋇的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鉭的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鎢的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鑭的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鐠的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化釹的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化碲的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鋱的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化銪的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的納米復(fù)合氧化鋯粉中氧化鉺的重量百分比為0.1~5%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的無殘留粘結(jié)劑中的高純聚乙烯醇純度為99.99%~99.999%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的無殘留粘結(jié)劑中的高純聚氯乙烯純度為99.99%~99.999%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的無殘留表面活性劑中的高純十八烷酸純度為99.99%~99.999%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的無殘留表面活性劑中的高純十六烷酸純度為99.99%~99.999%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的無殘留表面活性劑中的高純十八烯酸純度為99.99%~99.999%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的無殘留潤(rùn)滑劑中的高純丙三醇純度為99.99%~99.999%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的無殘留潤(rùn)滑劑中的高純聚乙烯蠟純度為99.99%~99.999%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的無殘留潤(rùn)滑劑中的高純硬脂酸酰胺純度為99.99%~99.999%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的無殘留潤(rùn)滑劑中的高純乙烯基雙硬脂酰胺純度為99.99%~99.999%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的無殘留增塑劑中的高純石蠟純度為99.99%~99.999%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的無殘留增塑劑中的高純鄰苯二甲酸二辛酯純度為99.99%~99.999%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，選用的無殘留增塑劑中的高純鄰苯二甲酸二環(huán)己酯純度為99.99%~99.999%。

優(yōu)選地，步驟（1）中，所述的混煉時(shí)間為4~24小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟（1）中，所述的混煉溫度為140~170度。

步驟（2）中，所述的造粒方法為擠壓造粒。

步驟（2）中，所述的造粒最大尺寸為1~20毫米。

步驟（2）中，所述的注射成型進(jìn)口溫度為120~170度。

步驟（2）中，所述的注射成型出口溫度為100~140度。

優(yōu)選地，步驟（2）中，所述的造粒最大尺寸為5~10毫米。

優(yōu)選地，步驟（2）中，所述的注射成型進(jìn)口溫度為140~170度。

優(yōu)選地，步驟（2）中，所述的注射成型出口溫度為120~130度。

步驟（3）中，所述的排膠處理溫度為400~800度。

步驟（3）中，所述的排膠處理升溫速率為10~200度/小時(shí)。

步驟（3）中，所述的排膠處理降溫速率為10~200度/小時(shí)。

步驟（3）中，所述的排膠處理保溫時(shí)間為12~72小時(shí)。

步驟（3）中，所述的排膠處理氣氛為大氣。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理溫度為1200~1500度。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理保溫時(shí)間為1~10小時(shí)。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理氣氛為大氣。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理分為三個(gè)階段。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第一階段的目標(biāo)溫度為600~800度。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第一階段的升溫速率為10~100度/小時(shí)。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第一階段的目標(biāo)保溫時(shí)間為0.5~2小時(shí)。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第二階段的目標(biāo)溫度為850~1100度。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第二階段的升溫速率為50~100度/小時(shí)。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第二階段的目標(biāo)保溫時(shí)間為0.5~2小時(shí)。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第三階段的目標(biāo)溫度為1200~1500度。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第三階段的升溫速率為50~100度/小時(shí)。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第三階段的目標(biāo)保溫時(shí)間為1~10小時(shí)。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的降溫階段有二個(gè)階段。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的降溫階段的第一階段的目標(biāo)溫度為800~1000度。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的降溫階段的第一階段的降溫速率為10~50度/小時(shí)。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的降溫階段的第二階段的目標(biāo)溫度為20~80度。

步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的降溫階段的第二階段的降溫速率為10~80度/小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的排膠處理溫度為500~600度。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的排膠處理升溫速率為30~150度/小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的排膠處理降溫速率為20~150度/小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的排膠處理保溫時(shí)間為24~60小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理溫度為1300~1450度。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理保溫時(shí)間為2~4小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第一階段的目標(biāo)溫度為700~800度。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第一階段的升溫速率為30~50度/小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第一階段的目標(biāo)保溫時(shí)間為1~2小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第二階段的目標(biāo)溫度為900~1050度。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第二階段的升溫速率為50~80度/小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第二階段的目標(biāo)保溫時(shí)間為1~2小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第三階段的目標(biāo)溫度為1300~1450度。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第三階段的升溫速率為50~80度/小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的升溫階段的第三階段的目標(biāo)保溫時(shí)間為1~4小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的降溫階段的第一階段的目標(biāo)溫度為900~1000度。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的降溫階段的第一階段的降溫速率為30~50度/小時(shí)。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的降溫階段的第二階段的目標(biāo)溫度為20~50度。

優(yōu)選地，步驟（3）中，所述的燒結(jié)處理的降溫階段的第二階段的降溫速率為20~50度/小時(shí)。

步驟（4）中，所述的密度測(cè)量?jī)x器為阿基米德排水法固體密度檢測(cè)儀。

步驟（4）中，所述的純度檢測(cè)儀器為電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜儀。

步驟（4）中，所述的晶粒尺寸測(cè)量?jī)x器為掃描電子顯微鏡。

步驟（4）中，所述的抗彎強(qiáng)度測(cè)量?jī)x器為三點(diǎn)彎曲測(cè)量試驗(yàn)機(jī)。

步驟（4）中，所述的硬度測(cè)量?jī)x器為維氏硬度計(jì)。

步驟（4）中，所述的高純氧化鋯復(fù)合陶瓷的相對(duì)密度為95~99.9%。

步驟（4）中，所述的高純氧化鋯復(fù)合陶瓷的純度為99.5~99.999%。

步驟（4）中，所述的高純氧化鋯復(fù)合陶瓷的晶粒尺寸為0.1~20微米。

步驟（4）中，所述的高純氧化鋯復(fù)合陶瓷的抗彎強(qiáng)度為1200~2000mpa。

步驟（4）中，所述的高純氧化鋯復(fù)合陶瓷的硬度為hv2000~20000。

本發(fā)明為高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件及其制備方法，通過本發(fā)明工藝制造的陶瓷結(jié)構(gòu)件以下有益的效果。

（1）由于使用了超細(xì)納米粉，成品晶粒尺寸更小，強(qiáng)度更好，磨損量小。

（2）由于使用了多成分配合的方案，讓結(jié)構(gòu)件的韌性更好，抗沖擊性能更佳。

（3）由于使用了精細(xì)化的排膠燒結(jié)工藝，讓成品的密度更高。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明涉及一種高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件及其制備方法，具體實(shí)施步驟如下。

（1）選用氧化釔摩爾含量為3%，氧化鉿重量百分比為1%，氧化鋁重量百分比為5%，氧化硅重量百分比為3%，氧化鈰重量百分比為1%，氧化銪的重量百分比為0.5%的氧化鋯復(fù)合粉，氧化鋯復(fù)合粉的主元素純度為99.999%，氧化鋯復(fù)合粉的一次粒徑為4.2納米，將復(fù)合粉體與99.99%的聚乙烯醇重量百分比2%，99.99%的十八烷酸重量百分比3%，99.99%的聚乙烯蠟重量百分比3%，99.99%的石蠟重量百分比5%在165度混煉14小時(shí)。

（2）將步驟（1）中獲得的混煉料放入擠壓造粒機(jī)中在165度造粒最大尺寸為8毫米的顆粒，然后將造粒顆粒放入注射成型機(jī)中注射成型，成型進(jìn)口溫度為170度，出口溫度為120度，獲得注射成型坯料，將結(jié)構(gòu)件坯料取出，并將澆口打磨。

（3）將步驟（2）中獲得的結(jié)構(gòu)件坯料放入排膠燒結(jié)爐中，升溫速率為40度/小時(shí)，排膠處理溫度為600度，排膠時(shí)間為24小時(shí)，隨爐冷，將排膠完畢的坯料放入燒結(jié)爐中第一階段升溫速率為40度/小時(shí)，目標(biāo)溫度為750度，保溫時(shí)間為1小時(shí)，第二階段升溫速率為60度/小時(shí)，目標(biāo)溫度為1000度，保溫時(shí)間為1小時(shí)，第三階段升溫速率為60度/小時(shí)，目標(biāo)溫度為1350度，保溫時(shí)間為4小時(shí)，第一階段降溫速率為40度/小時(shí)，目標(biāo)溫度為1000度，第二階段降溫速率為30度/小時(shí)，目標(biāo)溫度為30度，即得高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件。

（4）測(cè)量步驟（3）中高純高強(qiáng)高韌氧化鋯復(fù)合陶瓷結(jié)構(gòu)件的相對(duì)密度為97.17%，純度為99.9903%，晶粒大小為1.1微米，抗彎強(qiáng)度為1532mpa，硬度為hv16018。

上述實(shí)施例只為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的在于讓熟悉此項(xiàng)技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實(shí)質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。