氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯粉體的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及氧化鋯陶瓷技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯粉體的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]作為新型高技術(shù)陶瓷，氧化鋯陶瓷具有高強度、高斷裂韌性、高硬度以及優(yōu)異的隔熱性能以及耐高溫性能等屬性，被廣泛的應(yīng)用于結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷領(lǐng)域。另外，氧化鋯沒有磁性、不導(dǎo)電、不生銹、耐磨，其在生物醫(yī)學(xué)器械領(lǐng)域和道具、工具領(lǐng)域中也應(yīng)用很廣。近來，部分穩(wěn)定氧化鋯(TZP)可以通過粉末冶金方法，制備避磁的手表表殼、耐腐的表件和其它儀器零件。除了上述的應(yīng)用，TZP還廣泛地應(yīng)用于裝飾、生活、醫(yī)學(xué)、壓電陶瓷、傳感器陶瓷等領(lǐng)域。
[0003]陶瓷刀首先由日本京瓷研制成功并投放市場，一經(jīng)問世就受到人們的青睞和追捧，是近年來的高科技產(chǎn)品。氧化鋯陶瓷刀獨具玉石般豐潤亮澤，時尚典雅，號稱“貴族刀”。其刀刃鋒利無比，耐磨性比鋼刀高幾十倍，堪稱“永不磨損”。氧化鋯陶瓷具有化學(xué)穩(wěn)定性高、耐酸堿腐蝕、易清洗不生銹、切物無異味等特性，是典型的“綠色環(huán)保產(chǎn)品”。
[0004]但是，目前氧化鋯陶瓷刀的材料氧化鋯粉體的制備方法還存在進一步改進的技術(shù)需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]基于此，有必要針對上述問題，提供一氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯粉體的制備方法，得到粒徑較小、且均勻分布的氧化鋯粉體。
[0006]—種氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯粉體的制備方法，包括如下步驟:
[0007]將氧氯化鋯、硝酸釔加入聚乙烯醇溶液中，攪拌均勻后，加入戊二醛溶液，在溫度為40?50°C的條件下攪拌8?15min，得到凝膠，其中，氧氯化鋯與硝酸釔的摩爾比為97:3;
[0008]將所述凝膠取出，靜置后切塊，并置于氨水中浸泡15?20h后，烘干、煅燒，得到氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯粉體。
[0009]在其中一個實施例中，所述聚乙烯醇溶液的濃度為2%?5 %。
[0010]在其中一個實施例中，所述戊二醛溶液的濃度為20%?30%。
[0011]在其中一個實施例中，所述聚乙烯醇溶液與所述戊二醛溶液的體積比為4?6:1。
[0012]在其中一個實施例中，所述氧氯化鋯與聚乙烯醇溶液的質(zhì)量比為1:2?3。
[0013]在其中一個實施例中，所述烘干的溫度為75?85°C。
[0014]在其中一個實施例中，所述煅燒的溫度為600°C。
[0015]在其中一個實施例中，將所述凝膠切成I?3cm3的塊狀結(jié)構(gòu)后置于氨水中浸泡。
[0016]上述氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯粉體的制備方法，通過戊二醛與聚乙烯醇大分子鏈上的羥基反應(yīng)形成大分子鏈間的交聯(lián)而構(gòu)成無數(shù)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，氧氯化鋯加入到聚乙烯醇水溶液后，Zr4+隨凝膠的形成便被固定在三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，經(jīng)過氨水浸泡及烘干處理，形成的氧化鋯晶核在聚乙烯醇凝膠液提供的交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)生長，由于受到三維網(wǎng)絡(luò)的限制，可以防止氧化鋯顆?；ハ嗯鲎?、聚集而減少團聚的產(chǎn)生，有利于得到粒徑較小、均勻性較好的氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯粉體。
【附圖說明】
[0017]圖1為本發(fā)明一實施例中陶瓷刀具的制備方法的流程示意圖；
[0018]圖2為本發(fā)明一實施例中氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯粉體的制備方法的流程示意圖；
[0019]圖3為本發(fā)明一實施例中氧化鋯陶瓷造粒粉的制備方法的流程示意圖。
【具體實施方式】
[0020]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】做詳細的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細節(jié)以便于充分理解本發(fā)明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施例的限制。
[0021]除非另有定義，本文所使用的所有的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語與屬于本發(fā)明的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術(shù)語只是為了描述具體的實施例的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)的所列項目的任意的和所有的組合。
[0022]請參閱圖1，其為本發(fā)明一實施例中陶瓷刀具的制備方法的流程示意圖。
[0023]例如，陶瓷刀具的制備方法，包括如下步驟:
[0024]SlOO、氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯粉體的制備。
[0025]具體的，請參閱圖2，氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯粉體的制備方法，包括如下步驟:
[0026]SI 10、將氧氯化鋯、硝酸釔加入聚乙烯醇溶液中，攪拌均勻后，加入戊二醛溶液，在溫度為40?50°C的條件下攪拌8?15min，得到Zr4+有機網(wǎng)絡(luò)凝膠。
[0027]可以理解，聚乙烯醇溶于水后，處于纏繞狀態(tài)的大分子鏈會逐漸伸展開來，此時溶液被溶脹的大分子線團所填充，大分子鏈的交聯(lián)作用占主導(dǎo)，同時，戊二醛與前驅(qū)體聚乙烯醇大分子鏈上的羥基反應(yīng)形成大分子鏈間的交聯(lián)，而交聯(lián)鏈錯綜復(fù)雜地伸展構(gòu)成無數(shù)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，將氧氯化鋯加入到聚乙烯醇水溶液后，Zr4+隨凝膠的形成便被固定在三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，形成Zr4+有機網(wǎng)絡(luò)凝膠。
[0028]例如，氧化鋯與硝酸釔的摩爾比為97:3，可以制備得到3moI %釔穩(wěn)定氧化鋯粉體(3YSZ)，其實用價值更高。
[0029]又如，所述聚乙烯醇溶液的濃度為2%?5%。優(yōu)選的，所述聚乙烯醇溶液的濃度為2%?3%，隨著聚乙烯醇的濃度的增加，凝膠強度逐漸增加，且無開裂、析水現(xiàn)象，而凝膠強度的增加，則會影響后續(xù)氨水浸泡時氨水的擴散速度，對浸泡工藝及最后的煅燒排碳過程不利，導(dǎo)致煅燒溫度升高。
[0030]又如，所述戊二醛溶液的濃度為20%?30%。又如，所述聚乙烯醇溶液與所述戊二醛溶液的體積比為4?6:1。優(yōu)選的，所述戊二醛溶液的濃度為25%，且所述聚乙烯醇溶液與所述戊二醛溶液的體積比為5: I，當(dāng)戊二醛的濃度較低時，戊二醛與聚乙烯醇較難發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)，使凝膠難以形成或形成的速度較慢，由于戊二醛與聚乙烯醇分子鏈上的羥基反應(yīng)形成交聯(lián)鏈，提高了聚乙烯醇大分子鏈，但同時破壞了聚乙烯醇大分子鏈間大量氫鍵的相互作用，使凝膠強度降低。當(dāng)戊二醛濃度增加，可以縮短凝膠時間，但當(dāng)戊二醛的濃度超過30 %時，則會使凝膠瞬間發(fā)生膠凝，影響體系的穩(wěn)定性及后續(xù)操作過程。
[0031]又如，所述氧氯化鋯與聚乙烯醇溶液的質(zhì)量比為1:2?3。進一步的，所述氧氯化鋯與聚乙烯醇溶液的質(zhì)量比為1:2.5?2.8，可以理解，當(dāng)凝膠形成后，Zr4+便被固定在由聚乙烯醇和戊二醛交聯(lián)構(gòu)成的三維網(wǎng)絡(luò)體內(nèi)，當(dāng)初始無機Zr4+離子濃度較低時，有足夠的網(wǎng)絡(luò)微區(qū)供其附著，隨著Zr4+離子濃度的增加，便有多余的離子游離在凝膠體系中的自由水中，由于三維網(wǎng)絡(luò)微區(qū)的離子濃度大于外界的離子濃度，即存在濃度差，隨之發(fā)生擴散現(xiàn)象，致使凝膠塊強度下降。從而造成凝膠的開裂，水分子便會隨著裂縫析出，出現(xiàn)泌水。當(dāng)氧氯化鋯加入的量較大時，會破壞凝膠的穩(wěn)定性，使凝膠開裂、析水，造成Zr4+的流失，而當(dāng)氧氯化鋯加入的量較小時，則會使凝膠的強度降低，導(dǎo)致凝膠開裂、析水。
[0032]又如，在溫度為45°C的條件下進行攪拌，溫度較低時，需要的膠凝時間較長，而溫度較高時，則會影響凝膠的穩(wěn)定性。
[0033]又如，攪拌速度為1200?1500rpm，攪拌速度較小，攪拌不均勾，導(dǎo)致凝膠不均勾，而攪拌速度過大，則使凝膠形成的速度較慢。
[0034]又如，加入戊二醛后，控制反應(yīng)體系的pH為2.0?9.0，隨著體系pH的增加，凝膠速度過快，當(dāng)pH<2.0時，凝膠化速率和脫水速度過快，脫水量過大，當(dāng)pH>9.0時，則會有