高性能氧化锆陶瓷制品的生产方法

杨彬, 王福金, 齐晓青

1991年7月10日

1989年12月27日

1989年12月27日

冶金部洛阳耐火材料研究院

C04B35/48GK1052842SQ8910969

陶瓷制品 氧化锆 高性能 生产

1.一种高性能氧化锆陶瓷制品的生产方法，其特征是采用化学共沉淀的方法制备含稳定剂的氧化锆微粉，机压成型，低温予烧，机械加工，高温烧成氧化锆陶瓷制品2.根据权利要求1所述的方法，其特征是用含锆盐的水溶液，ZrOCl2·8H2O或Zr(NO3)4·5H2O，和作为稳定剂的氧化物盐的水溶液MgCl2·6H2O或YCl3、CeCl4混合，用氨水中合，生成氢氧化物沉淀，脱水分解，制备含稳定剂的氧化锆微粉3.根据权利要求1所述的方法，其特征是含稳定剂的氧化锆微粉在800～1200kgf/cm2压力下，机压成型，600～1000℃予烧，用机械方法进行精加工，最终在1400～1700℃下烧成

本发明涉及的是以氧化锆微粉为原料生产高性能氧化锆陶瓷制品的方法，特别是以氧化镁部分稳定的氧化锆微粉生产具有高强度、高抗热震性、高尺寸精度的氧化锆陶瓷制品的生产方法为获得具有较高强度和较好抗热震性的氧化锆陶瓷制品，以往总是采用经高温稳定化的氧化锆粉料为原料，成型后在1800℃以上高温烧成，而后1400℃左右热处理，最后对烧成品冷加工这种工艺的缺点在于制品的性能和材料的显微结构不易做到准确的控制、加工困难、加工废品率高、不易生产形状复杂的制品，同时烧成温度高、需要专门的高温烧成设备、给成批生产带来一定的不便本发明的目的是以化学法合成的氧化锆微粉为原料，采用机压成型、中温予烧后机械加工，最后在较低温度下进行烧成的工艺制备高性能和高尺寸精度的氧化锆陶瓷制品本方法特别适用于生产以氧化镁部分稳定的高抗热震性和形状复杂，尺寸精度要求高的氧化锆陶瓷制品本发明的具体内容是以含氧化锆和含相应稳定氧化物(如氧化钇、氧化镁、氧化锶等)的盐为原料，采用共沉淀的工艺制得氢氧化物沉淀此沉淀物经脱水磨细后，轻烧分解制得氧化锆微粉氧化锆微粉经造粒后加入4～8wt%有机结合剂，塑料罐中以尼龙球或氧化铝球为介质混合4～8小时，然后在800～1200公斤/厘米2压力下机压成型，成型坯体在600～1000℃保温0.5～3小时予烧，机械加工成要求的形状和尺寸(按烧成收缩进行尺寸放尺)，最后在1400～1700℃高温下保温4～6小时烧成制得高性能和高尺寸精度的氧化锆陶瓷制品其流程如下 本方法采用氧化锆微粉为原料，原料纯度高、活性大，可在较低的烧结温度下(1400～1700℃)获得致密烧结的氧化锆制品以本方法制备的氧化锆陶瓷具有微晶结构，其性能优于高温(1800℃)烧结的氧化锆陶瓷和氧化镁部分稳定的氧化锆陶瓷，并具有特别优异的抗热震性，适于在有较大热冲击的高温领域应用本方法采用予烧后先加工后烧成的工艺使得陶瓷加工变得非常容易实现，不仅能获得高的尺寸精度，也可较容易地制备复杂形状的氧化锆陶瓷制品实施例采用共沉淀的方法制得MgO含量为2-4%(重量)的氧化镁部分稳定的氧化锆微粉，经造粒后加入4-8%(重量)的有机结合剂，塑料罐中以Al2O3球为介质混合4-8小时，在普通液压机下成型、成型压力800-1200公斤/厘米2，(最好大于1000公斤/厘米2)，于普通电阻炉(如硅碳棒炉)中600-1000℃(最好＜900℃)保温0.5～3小时予烧，而后按需要的形状和尺寸精度加工，最后在电阻炉(硅碳棒炉或二硅化钼炉)中1400～1700℃保温4-6小时烧结所得制品显气孔率＜0.5%，体积密度＞5.6g/cm3、抗热震次数大于3次(1300℃保温15分钟、冷水淬冷条件下、无裂纹出现)该方法可以生产出难变形高合金线材水平连铸用氧化锆复合水口