一种氧化锆复合陶瓷及其制备方法

摘要

本发明涉及一种氧化锆复合陶瓷及其制备方法，特别是指一种高强韧、高硬度氧化锆复合陶瓷及其制备方法；属于复合陶瓷技术领域。本发明所述氧化锆复合陶瓷，按质量百分比包括ZrO₂ 90.0-96.5％、TiB₂ 3.0-9.5％、其它不可避免杂质的总量≤1％。本发明通过在纳米TiO₂粉末以及纳米B₂O₃粉末表面包覆一层碳后，采用原位合成TiB2的方法，得到了具备高韧性与高强度的氧化锆复合陶瓷。本发明制备工艺简单，获得的高硬度氧化锆复合陶瓷可用于硬质合金的部分应用领域，具有广阔的应用开发前景。

主权项

一种制备氧化锆复合陶瓷的方法，其特征在于包括下述步骤：步骤一按质量比TiO₂：B₂O₃＝1.2‑1.5:1配取B₂O₃粉末、TiO₂粉末；然后按所配取的B₂O₃粉末和TiO₂粉末总质量与碳水化合物质量之比为1：8‑10配取碳水化合物；将配取的B₂O₃粉末、TiO₂粉末以及碳水化合物混合均匀后，在保护气氛下进行烧结，得到改性的混合粉末；所述烧结的温度为200‑400℃；步骤二按质量百分比ZrO₂ 75.0‑90.0％、改性的混合粉末10.0‑25％，配取ZrO₂粉末和改性的混合粉末并混合均匀，得到混合粉末A；步骤三将混合粉末A压制成型后烧结，得到氧化锆复合陶瓷，所述压制成型是：取‑200目的混合粉末A；加入占所取混合粉末A质量2‑4％的粘结剂，混合均匀后，在20‑40MPa保压1‑2min，得到压坯；所述粘结剂选自聚乙烯醇、聚乙烯缩丁醛中的一种，所述烧结是：将压坯置于烧结炉内，在保护气氛下，先以2‑5℃/min的速度升温到300‑400℃，保温1‑2h，然后再以2‑5℃/min的升温速度升温至700‑800℃，保温1‑2h；接着以5‑10℃/min的速度升温到1450‑1600℃，保温4‑6h后随炉冷却至室温；得到所述氧化锆复合陶瓷；烧结时所用保护气氛选自氮气气氛、氩气气氛中的一种；所述氧化锆复合陶瓷中，按质量百分比包括下述组分：ZrO₂ 90.0‑96.5％；TiB₂ 3.0‑9.5％；其它不可避免杂质的总量≤1％。