氧化锆陶瓷具有高强度、高韧性以及耐磨损GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技、耐腐蚀等优良性能,广泛应用于模具GLUBET格鲁竞技、刀具GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技、陶瓷轴承、电子元器件GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技、生物医学材料等领域GLUBET格鲁竞技。目前GLUBET格鲁竞技,随着氧化锆陶瓷广泛应用于电子产品领域,尤其是作为手机背板GLUBET格鲁竞技,其单一的颜色已经制约了其应用,不能满足人们对于结构器件外观上的要求,所以开拓丰富多彩的颜色能极大地拓宽氧化锆陶瓷材料的应用领域GLUBET格鲁竞技,具有广阔的发展前景GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技。
一GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技、彩色氧化锆陶瓷概述
随着技术的不断发展GLUBET格鲁竞技,彩色氧化锆陶瓷的合成方法越来越多元化GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技。其制备技术的关键在于着色相(如CoOGLUBET格鲁竞技、Cr2O3、Fe2O3等)能够均匀分布在陶瓷基体中GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技。研究合成的彩色氧化锆陶瓷必须达到晶体结构稳定GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,色彩艳丽均匀GLUBET格鲁竞技,高温及化学稳定性好GLUBET格鲁竞技,且不破坏其固有的性能GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技。
对于彩色氧化锆陶瓷来说GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,由于构成基体与着色相的颗粒粒径小GLUBET格鲁竞技、表面积大GLUBET格鲁竞技、表面能高,颗粒间的毛细作用力GLUBET格鲁竞技、静电引力GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技、范德华力突出,在此环境下GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,纳米粉颗粒极易团聚成一个尺寸较大的颗粒体GLUBET格鲁竞技,从而导致纳米复相陶瓷其相对较好的物理化学性能大幅降低GLUBET格鲁竞技。因此,要想制备出性能良好GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,颜色多样的氧化锆陶瓷GLUBET格鲁竞技,必须克服团聚现象GLUBET格鲁竞技,使着色相在陶瓷基体材料中均匀分散。
二GLUBET格鲁竞技、彩色氧化锆陶瓷制备方法
彩色氧化锆陶瓷的制备方法主要有:固相混合法GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技、化学共沉淀法、液相浸渗法GLUBET格鲁竞技、高温渗碳法等GLUBET格鲁竞技。
1GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技、固相混合法
固相混合法是采用混合球磨技术制备彩色氧化锆粉体GLUBET格鲁竞技。它将着色剂、矿化剂等氧化物颗粒按照一定化学配比GLUBET格鲁竞技,与稳定氧化锆纳米粉体进行混合、球磨GLUBET格鲁竞技,固体颗粒晶粒在此过程中被细化,发生了利于实现低温化学反应的微裂纹、晶格扭曲GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技、表面能升高等现象GLUBET格鲁竞技。
目前GLUBET格鲁竞技,固相混合法是制备彩色氧化锆陶瓷的主要方法。其优点是:工艺简单GLUBET格鲁竞技、成本低廉GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技、操作方便GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技、易工业化GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技。缺点是:无法克服纳米颗粒团聚,着色相和基体纳米颗?;旌喜痪?GLUBET格鲁竞技,且球磨时间长,球磨介质或大气对粉体有可能造成严重的污染。
2GLUBET格鲁竞技、化学共沉淀法
化学共沉淀法是利用锆盐GLUBET格鲁竞技、稳定剂盐和着色离子盐溶液混合后GLUBET格鲁竞技,通过与碱或者碳酸盐等的反应GLUBET格鲁竞技,共同生成氢氧化物或者碳酸盐沉淀GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,然后加热分解而获得氧化锆复合粉体。共沉淀法中,溶液中的金属阳离子由于过剩的沉淀剂使之同时沉淀下来成为混合物,而在特殊的情况下GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,要求沉淀下来的复合氧化物或其前驱体必须符合一定的化学计量比GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,阳离子以一定的比例生成沉淀GLUBET格鲁竞技。
化学共沉淀法优点是:获得的氧化锆粉体纯度高GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技、性能优良GLUBET格鲁竞技。其缺点是:由于彩色氧化锆共沉淀离子复杂,导致后期烧结过程中反应复杂GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,氧化锆稳定剂有可能与着色离子发生不可预期的反应GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,从而大量消耗GLUBET格鲁竞技。这一方面影响最终彩色氧化锆制品的性能,另一方面也影响着色离子的显色光学性能GLUBET格鲁竞技。
3GLUBET格鲁竞技、液相浸渗法
液相浸渗法是首先把注射成型后的氧化锆陶瓷坯体经过水萃取脱脂得到具有连通孔隙结构的坯体GLUBET格鲁竞技,然后将其置于含有着色相离子的溶液中进行浸渗GLUBET格鲁竞技。着色相离子随着溶液经由孔隙从坯体的表面渗入其内部GLUBET格鲁竞技;浸渗的深度由浸渗时间的长短来控制GLUBET格鲁竞技,最后制得各种性能优异的彩色氧化锆陶瓷GLUBET格鲁竞技。此外GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,直接使用经过水萃取脱脂得到的坯体来进行浸渗,是因为此坯体经过水萃取脱脂后内部会形成均匀连通的空隙结构,方便着色相离子均匀分布在坯体中GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技。只要能够浸渗完全就能制备出颜色均匀的彩色氧化锆陶瓷GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技。
液相浸渗法优点是:在工艺上更加简便GLUBET格鲁竞技,且制备出的彩色氧化锆陶瓷在颜色均一性和物理性能上都具有明显的优势。此外GLUBET格鲁竞技,液相浸渗法能充分利用注射成型能制得各种形状复杂的氧化锆坯体GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,从而制得各种复杂形状的彩色氧化锆陶瓷GLUBET格鲁竞技。
4、高温渗碳/氮法
高温渗碳法主要用于制备黑色氧化锆陶瓷,其工艺过程是将氧化锆陶瓷加工成坯后GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,进行正常的脱脂GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技、脱蜡GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,在低温不?;て账厣沾?,然后再将处理后的氧化锆生坯在真空?GLUBET格鲁竞技;ぬ跫陆懈呶律战酖LUBET格鲁竞技。在烧结时摆放工件采用石墨坩埚,并且在工件表面放置石墨纸GLUBET格鲁竞技。利用石墨在高温下对氧化锆表面的渗入来实现对氧化锆陶瓷的黑色着色GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技。
此外GLUBET格鲁竞技,研究者采用高温等离子体渗氮的方法制备出金色氧化锆陶瓷材料GLUBET格鲁竞技。
三GLUBET格鲁竞技、彩色氧化锆陶瓷应用
1GLUBET格鲁竞技、手机背板
氧化锆陶瓷应用于手机背板具有无干扰GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,无磁性GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,接收信号强GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,同时色彩多样,永不褪色GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,此外GLUBET格鲁竞技,还可以用于指纹识别模组用陶瓷盖板GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技。
2GLUBET格鲁竞技、智能穿戴外观件
氧化锆陶瓷材料具有防刮耐划无屏蔽GLUBET格鲁竞技,手感温润有质感GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技,具有良好的耐腐蚀性及生物相容性,应用于智能穿戴外观件GLUBET格鲁竞技。
3GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技、陶瓷刀具
氧化锆陶瓷刀具具有超高强度GLUBET格鲁竞技、耐磨损、刃口锋利GLUBET格鲁竞技、不生锈GLUBET格鲁竞技、无异味GLUBET格鲁竞技GLUBET格鲁竞技、经久耐用等优良特性。