耐磨氧化锆陶瓷及其制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及生物技术领域，尤其涉及一种耐磨氧化锆陶瓷及其制备方法。
[0002]
【背景技术】
[0003] 纯净的氧化锆是白色固体，含有杂质时会显现灰色或淡黄色，添加显色剂还可显 示各种其它颜色。纯氧化锆的分子量为123. 22,理论密度是5.89g/cm3,熔点为2715°C。通 常含有少量的氧化铪，难以分离，但是对氧化锆的性能没有明显的影响。氧化锆有三种晶体 形态：单斜、四方、立方晶相。常温下氧化锆只以单斜相出现，加热到ll〇〇°C左右转变为四 方相，加热到更高温度会转化为立方相。由于在单斜相向四方相转变的时候会产生较大的 体积变化，冷却的时候又会向相反的方向发生较大的体积变化，容易造成产品的开裂，限制 了纯氧化锆在高温领域的应用，其耐磨性能一般。
[0004] 氧化锆含杂质时呈黄色或灰色，，在常压下纯氧化锆共有三种晶态。氧化锆陶瓷的 生产要求制备高纯、分散性能好、粒子超细、粒度分布窄的粉体，氧化锆超细粉末的制备方 法很多，氧化锆的提纯主要有氯化和热分解法、碱金属氧化分解法、石灰熔融法、等离子弧 法、沉淀法、胶体法、水解法、喷雾热解法等。
[0005]
【发明内容】
[0006] 本发明针对现有技术的不足，提供一种耐磨氧化锆陶瓷及其制备方法，高温条件 下耐磨性能好。
[0007] 本发明采用以下技术方案： 耐磨氧化锆陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化锆40~50份、氧化钡1~5份、氧化 锌2~3份、氧化钴10~12份、羟基磷灰石15~18份、交联剂8~9份、表面活性剂10~ 15份。
[0008] 作为优选，羟基磷灰石中Ga和P之比为1:1. 98。
[0009] 作为优选，交联剂为Ν，Ν' -亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯三胺或二乙烯基苯中的一 种或几种。
[0010] 作为优选，表面活性剂为单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇倍半油酸酯、丙二醇脂肪酸 酯或琥珀酸二辛酯磺酸钠中的一种或几种。
[0011] 上述耐磨氧化锆陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将氧化锆、氧化钡、氧化锌、氧化 钴、羟基磷灰石、交联剂、表面活性剂放在铂金坩埚内于1400~1500°C熔化2~3h，转到退 火炉内热处理4~5h，缓慢冷却至室温，即可。
[0012] 作为优选，热处理温度为100~150°C。
[0013] 本发明的氧化钡使氧化锆晶格变形，提高氧化锆的再结晶能力，提高氧化锆陶瓷 的硬度，增强耐磨性能。
【具体实施方式】
[0014] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细介绍。
[0015] 实施例1 耐磨氧化锆陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化锆40份、氧化钡1份、氧化锌2份、氧 化钴10份、羟基磷灰石15份、交联剂8份、表面活性剂10份。
[0016] 羟基磷灰石中Ga和P之比为1:1.98。
[0017] 交联剂是质量比为1:7:1的N，N' -亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯基苯、二乙烯三胺。
[0018] 表面活性剂是质量比为1:1:1 :2的单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇倍半油酸醋、丙 二醇脂肪酸酯、琥珀酸二辛酯磺酸钠。
[0019] 上述耐磨氧化锆陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将氧化锆、氧化钡、氧化锌、氧化 钴、羟基磷灰石、交联剂、表面活性剂放在铂金坩埚内于1400°C熔化2h，转到退火炉内热处 理4h，缓慢冷却至室温，即可。
[0020] 热处理温度为100°C。
[0021] 实施例2 耐磨氧化锆陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化锆50份、氧化钡5份、氧化锌2份、氧 化钴10份、羟基磷灰石15份、交联剂8份、表面活性剂10份。
[0022] 羟基磷灰石中Ga和P之比为1:1.98。
[0023] 交联剂是质量比为1:7的N，N' -亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯三胺。
[0024] 表面活性剂是质量比为1:3:4的单硬脂酸甘油酯、丙二醇脂肪酸酯、琥珀酸二辛 酯磺酸钠。
[0025] 上述耐磨氧化锆陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将氧化锆、氧化钡、氧化锌、氧化 钴、羟基磷灰石、交联剂、表面活性剂放在铂金坩埚内于1500°C熔化3h，转到退火炉内热处 理5h，缓慢冷却至室温，即可。
[0026] 热处理温度为150°C。
[0027] 实施例3 耐磨氧化锆陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化锆45份、氧化钡4份、氧化锌2. 5份、 氧化钴11份、羟基磷灰石16份、交联剂8. 5份、表面活性剂12份。
[0028] 羟基磷灰石中Ga和P之比为1:1.98。
[0029] 交联剂是质量比为3:1的Ν，Ν' -亚甲基双丙烯酰胺、二乙烯三胺。
[0030] 表面活性剂是质量比为1:8的单硬脂酸甘油酯、失水山梨醇倍半油酸酯。
[0031] 上述耐磨氧化锆陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将氧化锆、氧化钡、氧化锌、氧化 钴、羟基磷灰石、交联剂、表面活性剂放在铂金坩埚内于1450°C熔化2. 5h，转到退火炉内热 处理4. 5h，缓慢冷却至室温，即可。
[0032] 热处理温度为120°C。
[0033] 实施例4 耐磨氧化锆陶瓷，包括以下重量份计的原料：氧化锆42份、氧化钡2份、氧化锌2. 8份、 氧化钴11份、羟基磷灰石17份、交联剂8份、表面活性剂11份。
[0034] 羟基磷灰石中Ga和P之比为1:1. 98。
[0035] 交联剂是质量比为1:7的二乙烯基苯、二乙烯三胺。
[0036] 表面活性剂是质量比为6:1的单硬脂酸甘油酯、丙二醇脂肪酸酯。
[0037] 上述耐磨氧化锆陶瓷的制备方法，包括以下步骤：将氧化锆、氧化钡、氧化锌、氧化 钴、羟基磷灰石、交联剂、表面活性剂放在铂金坩埚内于1420°C熔化2. 3h，转到退火炉内热 处理4. 8h，缓慢冷却至室温，即可。
[0038] 热处理温度为110°C。
[0039] 对比例1 与实施例1相同，不同在于：不加氧化钡。
[0040] 性能测试 对实施例1~4和对比例1的陶瓷进行性能测试，结果见表1。
[0041] 表 1
【主权项】
1. 耐磨氧化锆陶瓷，其特征在于，包括以下重量份计的原料：氧化锆40~50份、氧化 钡1~5份、氧化锌2~3份、氧化钴10~12份、羟基磷灰石15~18份、交联剂8~9份、 表面活性剂10~15份。
2. 根据权利要求1所述的耐磨氧化锆陶瓷，其特征在于，羟基磷灰石中Ga和P之比为 1:1. 98〇
3. 根据权利要求1所述的耐磨氧化锆陶瓷，其特征在于，交联剂为N，N' -亚甲基双丙 烯酰胺、二乙烯三胺或二乙烯基苯中的一种或几种。
4. 根据权利要求1所述的耐磨氧化锆陶瓷，其特征在于，表面活性剂为单硬脂酸甘油 酯、失水山梨醇倍半油酸酯、丙二醇脂肪酸酯或琥珀酸二辛酯磺酸钠中的一种或几种。
5. 基于权利要求1所述的耐磨氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤： 将氧化锆、氧化钡、氧化锌、氧化钴、羟基磷灰石、交联剂、表面活性剂放在铂金坩埚内于 1400~1500°C熔化2~3h，转到退火炉内热处理4~5h，缓慢冷却至室温，即可。
6. 根据权利要求5所述的耐磨氧化锆陶瓷的制备方法，其特征在于，热处理温度为 100 ~150。。。
【专利摘要】本发明公开了一种耐磨氧化锆陶瓷及其制备方法，该陶瓷包括以下重量份计的原料：氧化锆40～50份、氧化钡1～5份、氧化锌2～3份、氧化钴10～12份、羟基磷灰石15～18份、交联剂8～9份、表面活性剂10～15份。其制备方法是：将氧化锆、氧化钡、氧化锌、氧化钴、羟基磷灰石、交联剂、表面活性剂放在铂金坩埚内于1400～1500℃熔化2～3h，转到退火炉内热处理4～5h，缓慢冷却至室温，即可。本发明的氧化钡使氧化锆晶格变形，提高氧化锆的再结晶能力，提高氧化锆陶瓷的硬度，增强耐磨性能。
【IPC分类】C04B35-622, C04B35-48
【公开号】CN104744037
【申请号】CN201510144990
【发明人】潘林根, 刘大学, 郭玉芹
【申请人】苏州维泰生物技术有限公司
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2015年3月31日