氧化鋯增韌氧化鋁ZAT材料制備工藝

上文科眾陶瓷廠給大家介紹了ZAT陶瓷的增韌機(jī)理，了解了氧化鋯陶瓷是如何在氧化鋁中起到增韌作用的，下面科眾陶瓷廠繼續(xù)給大家介紹一下ZAT陶瓷的制備工藝。

ZTA陶瓷材料的制備工藝：

ZTA陶瓷的制備工藝主要包括ZrO2/Al2O3復(fù)合粉體的制備、坯體成型及燒結(jié)等工序。為了制備性能優(yōu)異ZTA陶瓷，獲得優(yōu)質(zhì)的ZrO2/Al2O3復(fù)合粉體是重要前提。ZTA復(fù)合粉體的制備工藝有混合法、溶膠-凝膠法、共沉淀法和沉淀包裹法等不同方法。其中的關(guān)鍵是，既要保證ZrO2的顆粒細(xì)度小且顆粒度分布范圍窄；又要保證ZrO2的均勻分散，使Al2O3顆粒包裹ZrO2，以產(chǎn)生良好的增韌效果。

ZAT陶瓷比一般的氧化鋁陶瓷更加耐磨耐高溫，在進(jìn)行完制備燒結(jié)后同樣可用于陶瓷加工，可加工成ZAT陶瓷棒，ZAT陶瓷片等。
 

2.1 ZrO2/Al2O3復(fù)合粉體的制備

(a)混合法
 

混合法有機(jī)械混合法、多相懸浮液混合法、溶膠-懸浮液混合法等。機(jī)械混合法是將組成復(fù)合粉體的粉末進(jìn)行混合、球磨，然后再進(jìn)行燒結(jié)。該法直接、簡便，但不能保證多相組分的均勻分散。

多相懸浮分散混合工藝是通過添加分散劑、調(diào)整pH值，先分別制備各組元充分分散的單相穩(wěn)定懸浮液，然后找出各相顆粒均能良好分散的混合懸浮條件，將各單相懸浮液混合，再通過找出共同的絮凝條件可以制備均勻混合的粉體。研究多相固體共同懸浮、共同絮凝的條件，其工作難度較大。
 

納米溶膠的懸浮不受液體pH值的影響，極大的方便了與其它懸浮液的均勻混合，當(dāng)兩種液體的固相含量均較高時，可攪拌加熱或氣流干燥，以獲得混合較好的納米復(fù)相陶瓷。
 

(b)溶膠-凝膠法
 

溶膠-凝膠法是指有機(jī)或者無機(jī)的鋯（鋁）鹽在溶液中均勻混合，然后經(jīng)歷水解、聚合反應(yīng)會生成透明的溶膠體系，所得溶膠經(jīng)過老化、聚合形成凝膠，最后凝膠經(jīng)過干燥、鍛燒等步驟得到ZrO2/Al2O3納米復(fù)合粉體，這種方式可以使ZrO2在Al2O3中達(dá)到良好的分散。

溶膠-凝膠法制備ZTA粉體工藝流程

(c)共沉淀法
 

共沉淀法就是利用堿性溶液做沉淀劑，將一定質(zhì)量的鋯鹽和鋁鹽溶解在水或者乙醇中作為反應(yīng)液，將兩種溶液混合制備出ZrO2/Al2O3的前驅(qū)體沉淀，然后經(jīng)過過濾、洗滌、干燥及鍛燒等步驟制備出ZrO2/Al2O3粉體。共沉淀法在沉淀劑溶液與鹽溶液混合的時候存在兩種不同的滴定方法，分別是將鋁鹽和鋯鹽的混合溶液滴定到沉淀劑中（共沉淀法）和將沉淀劑滴定到鋁鹽和鋯鹽的混合溶液中去（反共沉淀法），而這二者統(tǒng)稱為共沉淀法。

但是因為共沉淀法容易造成鋁離子和鋯離子的分別沉淀，從而使兩種前驅(qū)體沉淀分散的不均勻，因此目前提到的共沉淀法多反共沉淀法為主。沉淀法的優(yōu)點是易于精確控制Al2O3與ZrO2的含量及ZrO2/Al2O3納米復(fù)合粉體的組成，而且材料來源廣泛、成本低、工藝簡單等特點。缺點是沉淀在形成的過程中有多個步驟形成團(tuán)聚，例如滴定速率過慢，沉淀形成后容易形成團(tuán)聚，抽濾、洗劑過程當(dāng)中容易造成團(tuán)聚，干燥、鍛燒過程中也容易發(fā)生團(tuán)聚。這就為最終ZrO2/Al2O3粉體的性能造成了多個變量和危害。

共沉淀法制備ZTA粉體工藝流程