本發(fā)明涉及材料技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種氧化鋁-氧化鋯陶瓷材料的制備方法。
背景技術(shù)：
al2o3復(fù)合陶瓷是結(jié)構(gòu)陶瓷中用途最為廣泛的一種，它具有熔點高、機械強度高、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、密度小、質(zhì)量輕、價格便宜等特點，然而這種材料的斷裂韌性非常低，極大地限制了該陶瓷材料的使用。利用zro2相變增韌al2o3陶瓷具有較好的效果，該相變過程伴隨著體積和形狀的變化而吸收能量，降低裂紋尖端應(yīng)力集中，阻止或延緩裂紋擴展，從而提高了al2o3復(fù)合陶瓷的斷裂韌性。
該復(fù)合陶瓷的性能除了與zro2晶型有關(guān)外，還有其顆粒粒度、顆粒均勻性有關(guān)。納米復(fù)相陶瓷材料的裂紋偏轉(zhuǎn)和裂紋彎曲等增韌機理，結(jié)合傳統(tǒng)的相變增韌補強機理可以制備出高性能的納米復(fù)合陶瓷材料。近幾年來，微納米zro2粉體制備及均勻化逐步成為研究熱點問題。
納米zro2粉體的制備方法一般有物理法和化學(xué)法，目前制備納米zro2粉體的方法主要采用化學(xué)法，如：共沉淀法、溶膠-凝膠法和水熱合成法等，該方法通常生產(chǎn)成本高、實驗步驟較復(fù)雜，且使用較多化學(xué)試劑。物理制備法，如濺射法，操作簡便，但很難獲得均勻的復(fù)合材料，zro2易團聚，影響機械性能。
為此，有必要針對上述問題，提出一種氧化鋁-氧化鋯陶瓷材料的制備方法，其能夠解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種氧化鋁-氧化鋯陶瓷材料的制備方法，以克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
一種氧化鋁-氧化鋯陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)制備氧化鋁-氧化鋯懸浮液：向氧化鋁粉體和氧化鋯粉體中加入去離子水、分散劑，混合均勻，采用氨水調(diào)節(jié)ph為8～10，磁力攪拌30～60min，超聲分散處理10～15min，得到氧化鋁-氧化鋯懸浮液；
(2)向上述氧化鋁-氧化鋯懸浮液中加入燒結(jié)助劑mgo，以80～200rpm的轉(zhuǎn)速球磨混合90～150min，獲得氧化鋁-氧化鋯漿料；
(3)將上述氧化鋁-氧化鋯漿料真空抽濾，80～100℃條件下烘干，研磨，過篩，獲得氧化鋁-氧化鋯粉料；
(4)將上述氧化鋁-氧化鋯粉料裝入石墨模具，在1450～1600℃溫度條件下于燒結(jié)爐中行燒結(jié)2～5h，并在500～800℃條件下保溫1～2小時，冷卻，獲得氧化鋁-氧化鋯陶瓷。
優(yōu)選的，步驟(1)中，所述氧化鋁粉體的制備方法包括：將鋁鹽溶液通過噴霧霧化后噴向攪拌狀態(tài)下的碳酸氫銨溶液中，并加入表面活性劑聚乙二醇反應(yīng)后，經(jīng)沉淀、陳化、過濾、洗滌，微波干燥，煅燒，得到氧化鋁粉體。
優(yōu)選的，步驟(1)中，所述氧化鋯粉體的制備方法包括：在含鋯鹽的水溶液中先加入醇，混合均勻后加入堿性沉淀劑，得到氫氧化物沉淀；將氫氧化物沉淀經(jīng)過濾、洗滌，采用共沸蒸餾法脫水后在蒸餾裝置中干燥、煅燒，得到氧化鋯粉體。
優(yōu)選的，步驟(1)中，所述分散劑為聚甲基丙烯酸銨。
優(yōu)選的，所述鋁鹽選自氯化鋁、硝酸鋁、硫酸鋁中的一種。
優(yōu)選的，所述鋯鹽選自氧氯化鋯、硫酸鋯、碳酸鋯酰中的一種。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：本發(fā)明中，制備工藝簡單，氧化鋁能夠均勻地分散在氧化鋯中，通過本發(fā)明中的方法制得的氧化鋁-氧化鋯陶瓷材料的抗彎強度和斷裂韌性高。
具體實施方式
本發(fā)明通過下列實施例作進一步說明：根據(jù)下述實施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實施例所描述的具體的物料比、工藝條件及其結(jié)果僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。
本發(fā)明公開一種氧化鋁-氧化鋯陶瓷材料的制備方法，包括以下步驟：
(1)制備氧化鋁-氧化鋯懸浮液：向氧化鋁粉體和氧化鋯粉體中加入去離子水、分散劑，混合均勻，采用氨水調(diào)節(jié)ph為8～10，磁力攪拌30～60min，超聲分散處理10～15min，得到氧化鋁-氧化鋯懸浮液；
(2)向上述氧化鋁-氧化鋯懸浮液中加入燒結(jié)助劑mgo，以80～200rpm的轉(zhuǎn)速球磨混合90～150min，獲得氧化鋁-氧化鋯漿料；
(3)將上述氧化鋁-氧化鋯漿料真空抽濾，80～100℃條件下烘干，研磨，過篩，獲得氧化鋁-氧化鋯粉料；
(4)將上述氧化鋁-氧化鋯粉料裝入石墨模具，在1450～1600℃溫度條件下于燒結(jié)爐中行燒結(jié)2～5h，并在500～800℃條件下保溫1～2小時，冷卻，獲得氧化鋁-氧化鋯陶瓷。
上述步驟(1)中，所述分散劑為聚甲基丙烯酸銨。
在一實施例中，所述氧化鋁粉體的制備方法包括：將鋁鹽溶液通過噴霧霧化后噴向攪拌狀態(tài)下的碳酸氫銨溶液中，并加入表面活性劑聚乙二醇反應(yīng)后，經(jīng)沉淀、陳化、過濾、洗滌，微波干燥，煅燒，得到氧化鋁粉體。
其中，所述鋁鹽選自氯化鋁、硝酸鋁、硫酸鋁中的一種。
在一實施例中，所述氧化鋯粉體的制備方法包括：在含鋯鹽的水溶液中先加入醇，混合均勻后加入堿性沉淀劑，得到氫氧化物沉淀；將氫氧化物沉淀經(jīng)過濾、洗滌，采用共沸蒸餾法脫水后在蒸餾裝置中干燥、煅燒，得到氧化鋯粉體。
其中，所述鋯鹽選自氧氯化鋯、硫酸鋯、碳酸鋯酰中的一種。
實施例
1、制備氧化鋁粉體
將氯化鋁溶液通過噴霧霧化后噴向攪拌狀態(tài)下的碳酸氫銨溶液中，并加入表面活性劑聚乙二醇反應(yīng)后，經(jīng)沉淀、陳化、過濾、洗滌，微波干燥，煅燒，得到氧化鋁粉體。
2、制備氧化鋯粉體
在含硫酸鋯的水溶液中先加入醇，混合均勻后加入堿性沉淀劑，得到氫氧化物沉淀；將氫氧化物沉淀經(jīng)過濾、洗滌，采用共沸蒸餾法脫水后在蒸餾裝置中干燥、煅燒，得到氧化鋯粉體。
3、制備氧化鋁-氧化鋯陶瓷材料
向上述氧化鋁粉體和上述氧化鋯粉體中加入去離子水、聚甲基丙烯酸銨，混合均勻，采用氨水調(diào)節(jié)ph為9，磁力攪拌40min，超聲分散處理10min，得到氧化鋁-氧化鋯懸浮液；
向上述氧化鋁-氧化鋯懸浮液中加入燒結(jié)助劑mgo，以150rpm的轉(zhuǎn)速球磨混合120min，獲得氧化鋁-氧化鋯漿料；
將上述氧化鋁-氧化鋯漿料真空抽濾，80℃條件下烘干，研磨，過篩，獲得氧化鋁-氧化鋯粉料；
將上述氧化鋁-氧化鋯粉料裝入石墨模具，在1550℃溫度條件下于燒結(jié)爐中行燒結(jié)3h，并在500～800℃條件下保溫1.5小時，冷卻，獲得氧化鋁-氧化鋯陶瓷。
本發(fā)明中，對制得的氧化鋁-氧化鋯陶瓷采用三點彎曲斷裂法進行抗彎強度測試，采用單邊切口梁三點彎曲斷裂法進行斷裂韌性測試，力學(xué)性能結(jié)果：抗彎強度為389mpa，斷裂韌性為5.68mpa·m1/2。
最后，還需要說明的是，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。