眾所周知，普通彩色陶瓷的制備一般是將色料或著色劑加入到陶瓷坯體或釉料中，通過(guò)高溫?zé)啥@得，此處所說(shuō)的高溫一般低于1300℃。而氧化鋯陶瓷的燒結(jié)溫度通常在1550~1650℃之間，這個(gè)溫度下，大多數(shù)的色料或著色劑將會(huì)分解、揮發(fā)而失去效用。因此，采用簡(jiǎn)單添加色料或著色劑的方法，實(shí)在難以制得呈色鮮艷的彩色氧化鋯陶瓷。那么大家對(duì)于彩色氧化鋯陶瓷的制備工藝了解多少呢？下面康柏工業(yè)小編就針對(duì)這個(gè)問(wèn)題來(lái)為大家詳細(xì)介紹下。

　　彩色氧化鋯陶瓷的制備工藝

　　1、制備工藝

　　將氧化鋯粉體與著色劑、燒結(jié)助劑(Al2O3、SiO2等)按一定的比例配料，然后用行星球磨機(jī)球磨3h。造粒后，采用模壓成型制備素坯。干燥、燒結(jié)、精加工后得到制品，并進(jìn)行性能測(cè)試。

　　2、原料及工藝條件

　　采用2種3%摩爾分?jǐn)?shù)Y2O3穩(wěn)定的ZrO2粉體為要原料。一種為市售微米級(jí)ZrO2粉體，平均粒度1.23μm，記為M-ZrO2。另一種為納米級(jí)ZrO2粉體，平均粒徑為80nm，記為N-ZrO2。氧化鋁粉，平均粒度120nm。二氧化硅粉，平均粒度80nm。色料有鐠鋯黃色料，Cr2O3及偏釩酸銨。

　　3、性能測(cè)試

　　用三點(diǎn)彎曲法測(cè)定材料的抗彎強(qiáng)度用維氏硬度儀測(cè)試樣品的維氏硬度;掃描電鏡觀察樣品的顯微結(jié)構(gòu);紫外-可見(jiàn)光譜儀分析樣品的顏色;耐腐蝕測(cè)試：對(duì)制備的彩色ZrO2陶瓷，用20%的鹽酸及氫氧化鈉溶液浸泡評(píng)價(jià)其耐腐蝕性能。若腐蝕前后陶瓷表面的顏色和光澤沒(méi)有明顯變化，則說(shuō)明制備的彩色ZrO2陶瓷具有很好的耐腐蝕性能。

　　幾種彩色氧化鋯陶瓷的制備工藝

　　1、用鐠鋯黃色料制備淺黃色ZrO2陶瓷

　　使用以微米級(jí)ZrO2粉體為原料，鐠鋯黃色料為著色劑，若不添加任何助劑，這時(shí)制備的陶瓷只有較淺的黃色。色料加入量一定，隨著燒結(jié)溫度的提高，制品顏色變淺;在同一燒結(jié)溫度，隨著色料加入量的增加，顏色略有加深，但制品的強(qiáng)度和相對(duì)密度減小。若添加少量助劑，制品的燒結(jié)溫度可降低，并且在同樣的色料加入量下，添加燒結(jié)助劑使呈色更深、更鮮艷。但鐠鋯黃色料本身的顏色較淺，采用此法難以獲得深顏色的黃色氧化鋯陶瓷。如需制備深黃色氧化鋯陶瓷可采用偏釩酸銨為著色劑。

　　2、用偏釩酸銨制備黃色ZrO2陶瓷

　　改變著色劑為偏釩酸銨，其它制備條件同上。以微米級(jí)ZrO2粉體為原料，偏釩酸銨為著色劑，若不添加任何助劑，這時(shí)制備的ZrO2陶瓷呈現(xiàn)深黃色，但顏色不均勻。隨溫度升高，顏色均勻性提高。添加燒結(jié)助劑，也使制品的顏色均勻性提高。若采用納米ZrO2粉體為原料且添加燒結(jié)助劑，在適當(dāng)?shù)臈l件下所得制品呈現(xiàn)純正鮮艷的深黃色。

　　在參考文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)條件下制備的氧化鋯陶瓷，制品在580nm 左右具有強(qiáng)烈的反射，制品的顏色純正鮮艷。從斷面的SEM照片看，制品見(jiàn)結(jié)構(gòu)致密、晶粒細(xì)小均勻(500~700nm)。制品的硬度為14.76GPa,抗彎強(qiáng)度達(dá)到670MPa。制品具有致密的顯微結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)性能。

　　顯色機(jī)理：Alarcon等認(rèn)為V4+固溶于ZrO2晶格中導(dǎo)致呈現(xiàn)黃色。根據(jù)文獻(xiàn)1實(shí)驗(yàn)結(jié)果，偏釩酸銨中的釩在高溫下固溶于ZrO2晶格中從而產(chǎn)生黃色。且在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，隨溫度升高、ZrO2粒度的減小及礦化劑的使用，固溶程度增加，顏色加深，均勻性增加。

　　3、用Cr2O3制備綠色ZrO2陶瓷

　　改變著色劑為Cr2O3制備綠色ZrO2陶瓷，其制備條件見(jiàn)表1。以微米級(jí)ZrO2粉體為原料，若不添加任何助劑，這時(shí)制備的ZrO2陶瓷無(wú)綠色出現(xiàn)。添加燒結(jié)助劑，制品僅呈現(xiàn)微弱的綠色。若采用納米ZrO2粉體為原料且添加燒結(jié)助劑，所得制品呈現(xiàn)純正鮮艷的綠色。

　　在參考文獻(xiàn)的實(shí)驗(yàn)條件下制備的氧化鋯陶瓷，制品在530nm左右具有強(qiáng)烈的反射，制品的綠色純正鮮艷。從斷面的SEM照片看，制品結(jié)構(gòu)致密、晶粒細(xì)小均勻(500~700nm)。制品的硬度為14.21GPa, 抗彎強(qiáng)度達(dá)到610MPa。說(shuō)明制品具有致密的顯微結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的力學(xué)性能。

　　顯色機(jī)理：Manuel等認(rèn)為Cr2O3與ZrO2及SiO2等反應(yīng)形成ZrSiO4固溶體,從而呈現(xiàn)綠色。但Cr2O3在高溫下易揮發(fā)，隨溫度升高，揮發(fā)加劇，從而影響呈色。采用納米ZrO2粉體及礦化劑降低了固溶反應(yīng)和燒結(jié)溫度，抑制了Cr2O3的揮發(fā)，因而使得制品具有鮮艷的綠色。

　　以上關(guān)于彩色氧化鋯陶瓷的制備工藝就為大家分享到這里，目前，為了獲取彩色氧化鋯陶瓷主要采用如下兩種措施，其一是通過(guò)適當(dāng)?shù)拇胧┙档蜔Y(jié)溫度，其二是要添加合適的著色劑及助劑抑制著色劑的分解、揮發(fā)。