氧化锆陶瓷磨球的滚制成型法制备技术与性能研究
氧化锆陶瓷应用及制备技术
沉淀剂 ↓
100-120℃ பைடு நூலகம்00-900℃
锆盐溶液→中和沉淀→过滤→洗涤→干燥→煅烧→ZrO2粉体
图3.1 中和沉淀法工艺流程图
• 此法由于设备工艺简单，生产成本低廉， 且易于获得纯度较高的纳米级超细粉体， 因而被广泛采用。目前国内大部分氧化锆 生产企业，如九江泛美亚、深圳南玻、上 海友特、广东宇田等，采用的都是这种方 法。但是共沉淀法的主要缺点是没有解决 超细粉体的硬团聚问题，粉体的分散性差， 烧结活性低。
• 化学共沉淀法和以共沉淀为基础的沉淀乳 化法、微乳液沉淀反应法的主要工艺路线 是：以适当的碱液如氢氧化钠、氢氧化钾、 氨水、尿素等作沉淀剂(控制pH≈8~9)，从 ZrOCl2· 8H2O或Zr(NO3)4、Y(NO3)3（作 为稳定剂）等盐溶液中沉淀析出含水氧化 锆Zr(OH)4 (氢氧化锆凝胶)和Y(OH)3 (氢氧 化钇凝胶)，再经过过滤、洗涤、干燥、煅 烧(600~900℃)等工序制得钇稳定的氧化锆 粉体。工艺流程图如图3.1所示：
• （3）在煅烧之前进行粉碎，为了减少工序，可以 在干燥的同时进行粉碎或者在煅烧过程中进行粉 碎，通过这样的方法防止团聚。 • （4）由于煅烧升温过程当完成了从非晶态转变为 晶态的成核过程以后便开始了晶粒长大阶段,并且 晶粒中成晶结构单元的扩散速度随温度升高而增 大,相互靠近的颗粒容易形成团聚。 所以可以适当 降低煅烧温度，同时可以吹入保护性气体使颗粒 形成粉尘以减少颗粒形成团聚。
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氧化锆陶瓷制备及其应用
1.氧化锆的应用
ZrO2主要用途
• 1. ZrO2结构陶瓷
• 由于TZP陶瓷具有高韧性、抗弯强度和耐磨性，优异的隔热性能， 热膨胀系数接近于金属等优点。因此TZP陶瓷被广泛应用于结构陶瓷 领域。 • 1.1 Y-TZP磨球 • 与传统的磨球相比，Y-TZP陶瓷磨球（图1.1）具有高密度、高硬度、 高韧性等特点，使其具有传统磨球所无法比拟的研磨效率。高耐磨损 的Y-TZP陶瓷磨球（图1.2）可以防止物料污染，防止因化学腐蚀而影 响磨机使用寿命。在电子陶瓷原料研磨低污染的要求下，目前会导致 铁金属污染的钢珠研磨已不适合，而粉体由机械研磨所造成的污染 90%来自研磨球，5%来自研磨转子，另外5%来自研磨桶璧内衬，因 此磨球的耐磨性便显的十分重要。另外TZP陶瓷磨球还具有使用寿命 长、综合成本低等优点，因此特别适用于重要场合的物料研磨。
氧化锆制备技术的研究现状与进展
氧化锆制备技术的研究现状与进展张铭媛1, 2，康娟雪1, 2，普婧1, 2，黄秀兰1, 2，段利平1, 2，彭金辉1, 2, 3，陈菓1, 2, 3, *（1.云南省高校民族地区资源清洁转化重点实验室，云南民族大学，云南昆明650500；2.云南省跨境民族地区生物质资源清洁利用国际联合研究中心，云南民族大学，云南昆明650500；3. 非常规冶金教育部重点实验室，昆明理工大学，云南昆明650093）摘要：氧化锆被广泛用作高温、负载及侵蚀性介质条件下的抗磨损结构构件，对工业生产具有重要意义。
现今生产氧化锆的稳定化制备工艺较多，现对几种常见的制备氧化锆的生产技术进行了介绍，并分析了这些制备技术的优势，化学法制备出的氧化锆粒径分布均匀且方法简单易行。
溶胶-凝胶法生产的氧化锆粒径小、单分散性能优异。
水热法生产出的氧化锆粒径小、纯度高。
电熔法生产的氧化锆杂质含量低，致密度高且生产工艺简单。
微波热处理制备的氧化锆反应时间短、升温速率快、能耗小。
氧化锆的多种制备工艺技术使得其性能应用更加的多样化。
关键词:氧化锆；化学法；溶胶-凝胶法；水热法；电熔法；微波热处理中图分类号：TF841.4文献标识码：A 文章编号：Research status and progress of zirconia preparationtechnologyZHANG Mingyuan 1, 2, KANG Juanxue 1, 2, PU Jing 1, 2, HUANG Xiulan 1, 2,DUAN Liping 1, 2, CHEN Guo 1, 2, 3, *(1. Key Laboratory of Resource Clean Conversion in Ethnic Regions, Education Departmentof Yunnan, Yunnan Minzu University, Kunming Yunnan, 650500, China;2. Joint Research Centre for International Cross-border Ethnic Regions Biomass Clean Utilizationin Yunnan, Yunnan Minzu University, Kunming Yunnan, 650500, China; 3. Key Laboratory of Unconventional Metallurgy, Ministry of Education, Kunming University of Science and Technology,Kunming Yunnan, 650093, China)Abstract:Zirconia was widely used as an anti-wear structural element under high temperature, load and aggressive media conditions and was of great importance to industrial manufacture. The current manufacture of zirconia was more stabilization of the preparation process, several common preparation of zirconia manufacture technology were introduced and analyzed the advantages of these preparation techniques, the zirconium oxide prepared by chemical method uniform particle size distribution and the method was simple and easy to do. Sol-gel method to produce fine powder particles, monodisperse excellent stability of zirconia powder. Hydrothermal production of zirconium oxide was small particle size, high purity. Fused zirconium oxide produced by low content of impurities, high density and production process was simple. Zirconia prepared by microwave heat treatment has short reaction time, fast heating rate and low energy consumption. The various preparation technology of zirconia makes its application more diversified.Keywords:zirconia; chemical method; sol-gel method; hydrothermal method; electrofusion; microwave heat treatment1前言氧化锆（ZrO2）是一种耐高温、耐腐蚀、高硬度的一种材料。
二氧化锆陶瓷的制备及性能分析
二氧化锆陶瓷的制备及性能分析二氧化锆陶瓷（ZrO2）是一种重要的结构材料，具有高温稳定性、优异的机械性能和优良的化学稳定性，因此在许多应用领域具有广泛的应用前景，如热障涂层、高温结构材料、生物医学材料等。
本文将介绍二氧化锆陶瓷的制备方法以及其性能分析。
二氧化锆陶瓷的制备方法主要包括固相反应法、水热法和溶胶-凝胶法等。
固相反应法是最常用的方法之一，其步骤主要包括将适当比例的锆粉和稳定剂混合、研磨混合均匀之后，在高温（约1300-1600℃）下烧结获得锆粉颗粒之间的结合，形成致密的二氧化锆陶瓷。
水热法则是通过在高温高压的水环境下，将锆盐溶解于水中，经过一系列的化学反应形成二氧化锆的纳米粒子，并在特定的条件下，通过后续的热处理制备得到二氧化锆陶瓷。
溶胶-凝胶法是一种常用的制备纳米颗粒的方法，通过将锆酸醋酸盐等无机盐溶解于溶剂中，得到溶胶，然后通过控制其凝胶过程形成凝胶，最后经过热处理获得二氧化锆陶瓷。
二氧化锆陶瓷的性能分析主要包括物理性能、力学性能和化学性能等。
物理性能主要包括晶体结构和晶型、晶粒大小和分布、密度等。
力学性能主要包括抗压强度、弹性模量和硬度等。
化学性能主要包括化学稳定性和生物相容性等。
在物理性能方面，二氧化锆陶瓷具有良好的热稳定性和机械稳定性，其晶体结构为立方相或四方相，晶粒通常在纳米级别，有利于提高材料的力学性能和化学稳定性。
在力学性能方面，二氧化锆陶瓷具有高抗压强度和硬度，其抗压强度通常在1000-2000MPa之间，硬度在8-12GPa之间。
这使得它适用于各种高强度和高温环境下的应用。
在化学性能方面，二氧化锆陶瓷具有较好的化学稳定性和生物相容性，能够在酸碱环境和生物体内保持稳定。
这使得它在生物医学领域有着广泛的应用，如人工关节、骨修复材料等。
综上所述，二氧化锆陶瓷具有优异的物理性能、力学性能和化学性能，制备方法多样，可以通过调控工艺参数和添加适宜的添加剂来改善其性能。
随着科学技术的进步，二氧化锆陶瓷在材料科学和工程领域的应用前景将更加广阔。
氧化锆陶瓷的制备及性能测试实验方案
氧化锆陶瓷的制备及性能测试实验方案1.实验原理氧化锆陶瓷是先进陶瓷的一种，具有硬度大、强度高、耐磨性好的优越特点，已广泛运用于国民经济的多个领域，是陶瓷研究中的热点。
在常压下纯ZrO2共有三种晶态：单斜氧化锆（m-ZrO2）、四方氧化锆（t-ZrO2）和立方氧化锆（c-ZrO2），三种晶型存在于不同的温度范围，并可以相互转化。
为了使氧化锆陶瓷具有更加优良的性能，使晶型在一定温度保持稳定，常常需要添加不同类型的稳定剂。
本次实验添加的稳定剂为氧化钇（Y2O3），含量为3 mol %（5.3 wt %），增加氧化锆陶瓷的韧性。
由于氧化锆陶瓷的烧结温度较高，我们可以添加一定的氧化剂，与ZrO2形成固溶体或添加剂参与颗粒的重排，来降低氧化锆陶瓷的烧结温度，同时在烧结过程有利于颗粒生长的细化，改变陶瓷微观结构，使氧化锆陶瓷具有更好的综合性能。
2.实验药品：氧化锆、氧化钇、氧化锌、氧化钙、氧化镁、氧化铝、聚乙烯醇等。
3.主要实验设备：电子天平、球磨机、干燥箱、干压成型机、高温烧结炉、XRD分析仪、分析天平、洛氏硬度计、材料试验机等。
4.实验内容(1)配料：用电子天平称取粉末氧化锆451.0克（90.2 wt %）、氧化钇26.5克（5.3 wt %）、氧化锌5.0克（1.0 wt %）、氧化钙5.0克（1.0 wt %）、氧化镁5.0克（1.0 wt %）、氧化铝2.5克（0.5 wt %）、聚乙烯醇5.0克（1.0 wt %）。
(2)混合：把原料加入球磨罐，按料：球：水=1:2:0.8的比例往球磨罐中加入磨球1000克、水400克，盖好球磨罐塞子。
(3)球磨：把球磨罐放在球磨机上球磨12h。
(4)干燥：把球磨好的原料放在100°C干燥箱中干燥6h。
(5)过筛造粒：将干燥好的原料过筛并进行造粒。
(6)干压成型：在成型机中于一定压力下压制成坯体，得到多个同种形状的陶瓷坯体。
(7)烧结：把陶瓷坯体放在高温炉中进行常压烧结，在1350°C温度下保温2h,升温速率10°C/min。
不同类型研磨介质的制备与研究概况
15中国粉体工业 2020 No.51.不同介质的陶瓷研磨球球磨机工作时是靠介质对物料的冲击和研磨作用来完成对物料的磨碎处理的，在介质对物料的破碎过程中，介质作为能量的媒介体将外界能量转变为对物料的破碎功而对物料起到破碎的作用。
由于搅拌磨主要是通过磨腔中央的搅拌器将能量传给研磨介质球来使物料粉碎，其粉碎效果的好坏，取决于研磨介质球能量的转化利用率及能量在磨腔内的消耗情况。
因此制备高密度、高硬度、低磨耗值的研磨介质球成了关键。
[1]不同类型研磨介质的制备与研究概况邵斌/文【摘要】正确选用研磨介质是提高搅拌磨超细粉碎效率、降低综合成本、质量合格、成本合理的超细粉体的关键。
由于搅拌磨主要是通过磨腔中央的搅拌器将能量传给研磨介质球来使物料粉碎，其粉碎效果的好坏，取决于研磨介质球能量的转化利用率及能量在磨腔内的消耗情况。
本文主要介绍了氧化硅、氧化铝、氧化锆等不同介质的陶瓷研磨球的制备方法及应用。
【关键词】氧化镁；氧化铝；氧化锆；研磨；高能球磨在超细粉碎设备的使用中，研磨介质的选择是一个非常重要的问题，它决定了粉碎过程中的成本和粉碎效率的高低以及粉碎后产品的品质。
市面上常见的研磨介质有玻璃球、硅酸锆球、钢珠、氧化铝球、氧化锆球等。
正确选用研磨介质和助磨剂是提高搅拌磨超细粉碎效率、降低综合成本提升产品质量的关键。
1.1 天然球石研磨球天然球石研磨介质主要是指硅石、海卵石和鹅卵石等天然形成的物质。
这是陶瓷工业最早使用的研磨介质，是一种以二氧化硅为主要成分的火成岩，属低密度磨介，质地致密，抗冲击能力较好，磨耗稳定，表面光滑，无需表面抛光处理，价格低廉。
缺点是磨耗较大，研磨效率低，容易造成瓷胎中的游离石英增多，使莫来石含量下降，从而降低瓷体的热性能和强度，对镁和铝质强化瓷影响尤甚。
近年来，随着高品位的天然球石正日益枯竭和陶瓷工业的迅速发展，天然球石研磨介质己基本被人造研磨介质所取代。
1.2 SiO2研磨介质球SiO2研磨球有天然的玛瑙球和石英制成的玻璃小球。
二氧化锆陶瓷的制备及性能分析
二氧化锆陶瓷的制备及性能分析特种陶瓷综合论文院（部、中心）材料科学与工程学院姓名 x x x 学号 xxx 专业材料科学与工程班级 xx课程名称特种陶瓷材料综合论文设计题目名称氧化锆陶瓷的制备及性能分析起止时间成绩指导教师xxx大学教务处制目录一、氧化锆的基本性质及应用 (3)1.1氧化锆的基本性质 (3)1.2氧化锆的应用 (3)二、氧化锆粉料的制备 (4)2.1常用微粉 (4)2.2 超细粉制备 (4)三、氧化锆陶瓷的成型 (6)3.1 热压铸成型 (6)3.2 干压成型 (6)3.3 等静压成型 (8)3.4注浆成型 (8)3.5流延成型 (8)3.6凝胶注模成型 (9)四、氧化锆陶瓷的烧结 (9)4.1 真空烧结炉 (10)4.2实验室烧结炉............................ 错误!未定义书签。
五、氧化锆陶瓷的性能测试 (1)5.1体积密度、吸水率和气孔率的测定 (1)5.2 抗压强度的测定 (2)5.3 三点抗弯强度 (2)5.4 SEM 测试分析 (2)一、氧化锆的基本性质及应用1.1氧化锆的基本性质 氧化锆是自然界中以斜锆石存在的一种矿物，是一种耐高温、耐磨损、耐腐蚀的无机非金属材料。
它的熔点高达2700摄氏度。
白色重质无定形粉末，无臭、无味。
溶于2份硫酸和1份水的混合液中，微溶于盐酸和硝酸，慢溶于氢氟酸，几乎不溶于水。
有刺激性。
相对密度5.85。
熔点 2680℃。
沸点4300℃。
硬度次于金刚石[1]。
能带间隙大约为5-7eV 。
一般常含有少量的氧化铪。
化学性质不活泼，且高熔点、高电阻率、高折射率和低热膨胀系数的性质，使它成为重要的耐高温材料、陶瓷绝缘材料和陶瓷遮光剂。
纯的ZrO 2在常压下共有三种晶型：从低温到高温一次为单斜相、四方相、和立方相。
氧化锆晶型转变如下：[2] 221170℃2370℃t 2950℃m ZrO ZrO c ZrO --- 1.2氧化锆的应用主要用于压电陶瓷制品、日用陶瓷、耐火材料及贵重金属熔炼用的锆砖、锆管、坩埚等。
氧化锆研磨球生产工艺
氧化锆研磨球生产工艺
钛氧化锆研磨球是一种特殊物质，用于玻璃、金属、保温材料、砖块、橡胶、塑料、等硬质材料的涂料、瓷器等表面的研磨处理。
常用的规
格大小主要有1μm、3μm、5μm、8μm、10μm、15μm，20μm。
这种研
磨球具有良好的磨损耐力、减振性、可靠性和耐腐蚀性。
一、材料选择
研磨球的成形材料一般采用钛氧化锆粉末，必须具有良好的流动性和
扩散能力。
因其具有良好的热稳定性，扩散性以及耐腐蚀性，有效地
延长了球的使用寿命。
二、制作工艺
（1）坯料研磨
首先将钛氧化锆粉末加入湿性剂中，经加工机械振动，将颗粒细化，
使之达到振动液的极限流变性，以防止湿砂结块的发生。
（2）脱水
将振动液中的部分水份用干燥剂脱出，再将干燥剂清洗干净，达到合
格要求。
（3）球坯成型
将脱水后的粉末加到球坯机，以适当的高压成型，得到合格的研磨球。
可以根据客户要求，制作出不同的规格的球。
（4）烧结
将压制后的研磨球烧结，其温度要控制在一定的范围内。
く
（5）检测
将烧结后的研磨球检测，要求其规格大小、形状、外观、表面光滑度
均要符合客户要求。
（6）包装
将研磨球润滑、完成包装，并对其产品进行质量检测，以保证产品质
量合格。
钛氧化锆研磨球生产工艺具有一定的复杂性，在生产过程中，必须注
意工艺参数的控制，以确保产品质量。
另外，也要注意湿性剂、烧结
温度和湿砂的处理，以免影响研磨球的质量和性能。
【精品文章】一文认识氧化锆陶瓷球制备方法、加工工艺及应用
一文认识氧化锆陶瓷球制备方法、加工工艺及应用
氧化锆陶瓷球具有高强度、高韧性、高密度、高硬度及优异的耐磨性和耐腐蚀性，在研磨介质领域得到了广泛的应用。
近年来，氧化锆陶瓷微球以其化学稳性好且机械强度高，而发展成为一种新型无机基质材料，并在生物化学、医药工业等领域表现出广阔的应用前景。
一、氧化锆陶瓷球制备方法
1、毫米级氧化锆陶瓷球的制备方法
毫米级陶瓷球的制备方法目前，制备毫米级陶瓷球的方法主要有模具压制法、“行星式”滚动法、直接热解法等。
（1）模具压制法
模具压制法是广泛应用的一种成型方法，该工艺优点是生产效率高，易于自动化；制品烧成收缩率小，不易变形。
缺点是制得的陶瓷球尺寸较大，球形不好。
模具压制法多用于制备棒柱状或圆片形的简单瓷件，且对模具质量要求较高。
若制备小尺寸陶瓷球，效率较低。
（2）“行星式”滚动法
“行星式”滚动法就是将造好粒的氧化锆陶瓷粉体放入滚动筒内，滴加少量去离子水，颗粒随滚动筒的转动而在筒壁上滚动，最终形成小球。
该制备方法优点是简单易行，投资较少；缺点是小球尺寸分布较大。
（3）直接热解法
直接热解法适合以金属的碳酸盐为原料制备氧化锆陶瓷小球。
它不仅能充分利用原料，而且环保；方法简单，适合工业大规模生产。
氧化锆球滚动工艺流程
氧化锆球滚动工艺流程
一、前期准备
1. 确定生产计划，包括氧化锆球的规格、数量和质量要求。
2. 准备原材料，包括氧化锆粉末、稳定剂、流变剂等。
3. 检查设备和工具是否完好无损，确保能够正常运转。
二、氧化锆球制备
1. 将氧化锆粉末放入球磨机中，并加入稳定剂和流变剂。
2. 开始球磨过程，根据不同的要求调整球磨时间、转速和球磨介质等参数。
3. 取出球磨后的混合物，进行干燥处理。
4. 将干燥后的混合物进行筛分，得到符合要求的颗粒大小。
三、氧化锆球滚动成型
1. 准备滚动成型设备，包括滚动机、模具等。
2. 将筛分后的氧化锆粉末放入模具中，并在滚动机上进行滚动成型。
3. 根据需要调整滚动速度和压力等参数，保证成型效果。
4. 取出成型后的氧化锆球，并进行表面处理。
四、氧化锆球检验
1. 对成型后的氧化锆球进行外观检查，包括球面光洁度、表面平整度
等。
2. 进行物理性能测试，包括硬度、密度等指标。
3. 进行化学成分分析和微观结构分析，确保符合要求。
五、氧化锆球包装和贮存
1. 对检验合格的氧化锆球进行包装，包括塑料袋、纸箱等。
2. 根据质量要求进行标记和质保期限的说明。
3. 将包装好的氧化锆球放入仓库中妥善贮存，避免受潮、受热和受压等影响。
《放电等离子烧结氧化锆陶瓷的制备及性能研究》
《放电等离子烧结氧化锆陶瓷的制备及性能研究》篇一一、引言近年来，氧化锆陶瓷由于其优良的机械性能、高耐温性能及化学稳定性在多个领域得到广泛应用。
其中，放电等离子烧结技术因其具有烧结时间短、产品性能优越等特点，已广泛应用于陶瓷材料制备中。
本论文着重探讨了放电等离子烧结氧化锆陶瓷的制备过程及其性能研究，为进一步优化工艺、提高产品质量提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料准备本实验选用高纯度氧化锆粉末作为原料，经过球磨、干燥、过筛等工艺处理，得到均匀、细小的粉末。
2. 制备方法采用放电等离子烧结技术制备氧化锆陶瓷。
首先将氧化锆粉末进行压制成型，然后在特定的温度和压力下进行放电等离子烧结。
3. 性能测试对烧结后的氧化锆陶瓷进行密度、硬度、抗弯强度、断裂韧性等性能测试，以评估其综合性能。
三、制备过程及影响因素1. 压制成型将氧化锆粉末进行压制成型，控制压力和模具温度，以保证成型后的坯体密度均匀。
2. 放电等离子烧结在放电等离子烧结过程中，温度、压力和时间等参数对最终产品的性能具有重要影响。
适当的烧结温度可以促进晶粒生长，提高产品密度；而压力和时间则影响产品的致密性和晶粒分布。
此外，气氛环境也对烧结过程和产品性能具有重要影响。
四、性能研究及结果分析1. 密度与硬度通过放电等离子烧结制备的氧化锆陶瓷具有较高的密度和硬度。
随着烧结温度的升高和时间的延长，产品密度逐渐提高，硬度也随之增加。
2. 抗弯强度与断裂韧性放电等离子烧结制备的氧化锆陶瓷具有较高的抗弯强度和断裂韧性。
这主要得益于烧结过程中晶粒的生长和致密化的提高。
此外，适当的压力也有助于提高产品的抗弯强度。
3. 显微结构与性能关系通过扫描电子显微镜观察发现，放电等离子烧结制备的氧化锆陶瓷具有均匀的晶粒分布和致密的显微结构。
这种结构有利于提高产品的硬度、抗弯强度和断裂韧性等性能。
此外，气氛环境对晶粒的生长和显微结构也有重要影响。
五、结论与展望本研究采用放电等离子烧结技术成功制备了具有优良性能的氧化锆陶瓷。
氧化锆陶瓷材料的制备及性能研究
氧化锆陶瓷材料的制备及性能研究氧化锆是一种重要的陶瓷材料，在医疗、电子、航空航天等领域有广泛的应用。
其高强度、高硬度、高温稳定性和抗腐蚀性等特点，使其对于高要求的工业和科技设备的制造具有重要的价值。
因此，研究氧化锆陶瓷材料的制备及性能对于推动相关领域的发展和促进技术进步具有重要的意义。
一、氧化锆陶瓷材料的制备方法目前，氧化锆陶瓷材料的制备方法主要有热压法、压注成型法和凝胶注模成型法等。
其中，热压法是一种传统的制备方法，通过高温高压下使氧化锆颗粒熔接形成致密的坯体，然后再进行加工形成成品。
这种制备方法具有操作简单、适用范围广的特点，但是制备成本较高，且制备过程中容易产生大量气体和污染物。
相比之下，压注成型法和凝胶注模成型法则具有更好的制备效果。
压注成型法可以通过注入高压水流将氧化锆浆料加工成所需形状，然后进行高温烧结以形成致密的氧化锆陶瓷材料。
这种方法制备出的氧化锆陶瓷材料具有高精度和高密实性。
凝胶注模成型法则是一种将氧化锆浆料注入高精度模具中，再进行高温烧结制备的方法。
这种方法可以制备出极细颗粒的氧化锆陶瓷材料，并且具有良好的空气渗透性和强度。
二、氧化锆陶瓷材料的性能研究氧化锆陶瓷材料具有一系列独特的特性，包括高硬度、高强度、高韧性、高温稳定性、生物相容性等，使其具有广泛的应用前景。
下面我们从硬度、韧性和生物相容性三个方面来详细讨论氧化锆陶瓷材料的性能。
1.硬度氧化锆陶瓷材料具有非常高的硬度，这使得它在高速运动部件、摩擦部件、磨料等领域具有广泛应用。
早期的主要应用是高压磨削和磨光领域，但目前已广泛用于高速切削、切割、磨削和抛光等领域。
氧化锆颗粒磨粒尺度小、硬度大、自磨率低、无铁质杂质、无结疤、无金属元素等优点使得它在超精密加工领域具有广泛应用前景。
2.韧性除了硬度之外，氧化锆陶瓷材料同时具有较高的韧性。
通过改变其组分、添加适当的添加剂或通过改变烧结温度、时间等工艺参数，可以调控氧化锆陶瓷材料的韧性。
《放电等离子烧结氧化锆陶瓷的制备及性能研究》范文
《放电等离子烧结氧化锆陶瓷的制备及性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，陶瓷材料因其独特的物理和化学性质在众多领域得到了广泛应用。
其中，氧化锆陶瓷因其高强度、高硬度、良好的耐腐蚀性和生物相容性等特点，在医疗、电子、机械等领域具有广泛的应用前景。
放电等离子烧结技术作为一种新型的陶瓷制备技术，具有烧结温度低、时间短、效率高等优点，为氧化锆陶瓷的制备提供了新的可能。
本文旨在研究放电等离子烧结氧化锆陶瓷的制备工艺及其性能。
二、制备工艺1. 材料选择实验选用的原料为高纯度的氧化锆（ZrO2）粉末，粒度均匀，无杂质。
将氧化锆粉末进行球磨、干燥、过筛等处理，以提高其粒度分布的均匀性。
2. 制备过程（1）将处理后的氧化锆粉末与适量的添加剂混合，进行均匀搅拌。
（2）将混合料放入模具中，进行压力成型，制成所需的形状。
（3）将成型后的样品放入放电等离子烧结炉中，进行烧结。
烧结过程中，通过调节电流、电压、气氛等参数，控制烧结温度和时间。
（4）烧结完成后，对样品进行冷却，得到放电等离子烧结氧化锆陶瓷。
三、性能研究1. 密度与气孔率通过阿基米德原理测量样品的密度和气孔率。
实验结果表明，放电等离子烧结的氧化锆陶瓷具有较高的密度和较低的气孔率，这有利于提高陶瓷的力学性能和耐腐蚀性。
2. 力学性能对样品进行硬度、抗弯强度和断裂韧性的测试。
实验结果显示，放电等离子烧结的氧化锆陶瓷具有较高的硬度、抗弯强度和断裂韧性，这表明其具有良好的力学性能。
3. 热稳定性通过热重分析和高温烧蚀实验对样品的热稳定性进行测试。
实验结果表明，放电等离子烧结的氧化锆陶瓷具有良好的热稳定性，能够在高温环境下保持较好的性能。
四、结论本文通过放电等离子烧结技术成功制备了氧化锆陶瓷，并对其性能进行了研究。
实验结果表明，放电等离子烧结的氧化锆陶瓷具有较高的密度、硬度、抗弯强度和断裂韧性，较低的气孔率和良好的热稳定性。
这些优点使得放电等离子烧结的氧化锆陶瓷在医疗、电子、机械等领域具有广泛的应用前景。
氧化锆陶瓷的研究与制备
氧化锆陶瓷的研究与制备氧化锆陶瓷是一种高性能、高强度、高耐磨损、耐高温、耐腐蚀等特性的陶瓷材料，具有广泛的应用前景。
在航空、医疗、电子、精密机械等领域中都有重要的应用。
氧化锆陶瓷的制备方法有很多种，主要包括等离子热化学气相沉积、低温凝胶-热分解法、电化学沉积法、湿化学法、机械合成法等。
其中，湿化学法是常见的一种方法。
湿化学法制备氧化锆陶瓷的基本步骤是：将氯化锆和氢氧化铵、硝酸铵等参与反应的物质混合溶解在一起，形成一定浓度的稳定混合液，然后将混合液进行干燥和热处理，得到粉末，再进行压制、烧结等工艺处理，最终制备成氧化锆陶瓷。
湿化学法制备氧化锆陶瓷的优点是制备过程简单、成本低、粉末制备可控性高、烧结致密性好、生产效率高，因此在工业中广泛应用。
然而，随着氧化锆陶瓷应用领域的拓展和需求的增加，传统湿化学法由于会产生过多有害物质和废气的排放，会对环境造成负面影响，因此需要寻求更为环保的方法。
近年来，人们对溶胶-凝胶法进行了深入研究，该方法结合了湿化学法和凝胶-热分解法的优点，具有高度可控性、制备成本低等特点，广泛应用于氧化物陶瓷制备中。
氧化锆陶瓷的研究不仅包括制备方法的改进，还包括对氧化锆陶瓷的性能、结构等方面的研究。
氧化锆陶瓷的性能优异，其材料力学强度高、耐磨耗性强、抗腐蚀性好等特点使其成为一些高技术领域中的重要材料。
针对氧化锆陶瓷的裂纹扩展和疲劳寿命等问题，也在科研领域普遍受到关注。
同时，结构化学的研究、先进制备技术的研究和新型陶瓷理论的探讨有望为氧化锆陶瓷的制备和应用提供更为广阔的发展空间。
总的来说，氧化锆陶瓷作为一种具有良好性能的陶瓷材料，将在更广泛的领域得到应用。
未来，随着技术的进步和制备方法的不断改进，氧化锆陶瓷材料将会呈现出更为优异的性质和更为广泛的实际应用。
《放电等离子烧结氧化锆陶瓷的制备及性能研究》
《放电等离子烧结氧化锆陶瓷的制备及性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，陶瓷材料因其独特的物理和化学性质在众多领域得到了广泛应用。
其中，氧化锆陶瓷因其高强度、高硬度、良好的耐腐蚀性和生物相容性等特点，在医疗、电子、机械等领域有着广泛的应用前景。
放电等离子烧结技术作为一种先进的陶瓷制备技术，其能够在较低的温度下实现陶瓷的致密化，因此被广泛应用于氧化锆陶瓷的制备。
本文旨在研究放电等离子烧结氧化锆陶瓷的制备过程及其性能，以期为该领域的研究和应用提供一定的理论支持。
二、实验部分（一）实验材料与设备实验材料选用高纯度的氧化锆粉末，实验设备包括放电等离子烧结炉、高温箱式炉等。
（二）制备过程采用放电等离子烧结技术制备氧化锆陶瓷，具体步骤包括：将氧化锆粉末进行球磨、干燥、过筛等预处理，然后将处理后的粉末进行压制成型，最后将成型后的坯体放入放电等离子烧结炉中进行烧结。
（三）性能测试对制备好的氧化锆陶瓷进行性能测试，包括密度、硬度、抗弯强度、断裂韧性等。
三、结果与讨论（一）制备工艺对氧化锆陶瓷性能的影响通过改变烧结温度、保温时间等工艺参数，研究制备工艺对氧化锆陶瓷性能的影响。
实验结果表明，适当的烧结温度和保温时间能够使氧化锆陶瓷达到较高的致密度，从而提高其硬度、抗弯强度等性能。
（二）氧化锆陶瓷的微观结构分析通过扫描电子显微镜（SEM）对氧化锆陶瓷的微观结构进行分析，观察其晶粒大小、晶界形态等。
实验结果表明，放电等离子烧结技术能够使氧化锆陶瓷的晶粒细化，晶界清晰，从而提高其力学性能。
（三）放电等离子烧结技术的优势分析相比传统的烧结技术，放电等离子烧结技术具有以下优势：一是能够在较低的温度下实现陶瓷的致密化，有利于保护材料性能；二是烧结时间短，提高生产效率；三是能够使晶粒细化，提高陶瓷的力学性能。
四、结论本文通过研究放电等离子烧结氧化锆陶瓷的制备过程及其性能，得出以下结论：1. 适当的烧结温度和保温时间能够使氧化锆陶瓷达到较高的致密度，从而提高其硬度、抗弯强度等性能。
牙科氧化锆纳米复合陶瓷的制备及性能研究
陶瓷作为一种具有优良特性的口腔修复材料，随着时间的推移，陶瓷制品如热压铸陶瓷、氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷等陆续问世。
为克服陶瓷材料的易碎性，一般采用纤维增韧、晶须和晶粒韧化、相变增韧等工艺。
最近几年，随着纳米技术的发展，国外学者发现将纳米级颗粒引入微米级陶瓷基体中，能起到很好地强化补韧作用。
牙科氧化锆是一种以氧化锆为主的牙科材料，它具有较好的机械性能。
它可以通过不同方式与多种类型的陶瓷基体进行复合。
陶瓷基体是由陶瓷基质、氧化锆和金属氧化物等材料在一定温度下经混合反应而形成的多孔结构材料。
因此，其具有良好的综合性能，如耐磨性、力学性能、机械强度等。
而在一定条件下，可以通过降低陶瓷基材与氧化Ze 之间的反应活性、降低氧化锆浓度以及对氧化锆相容性等方法来达到对其进行复合改性研究。
然而，由于牙科氧化锆与传统瓷片相比具有低密度和高硬度及抗磨性等特性，因此其对复合陶瓷基质形成也提出了更多要求。
鉴于这种情况，本文在牙科氧化锆与陶瓷基体之间引入了一些其他材料可以起到良好的复合改性作用并且解决了其不足之处，如提高陶瓷基体内形成化学稳定层所需的各种元素和微量元素。
由于氧化锆在较高的硬度和耐磨性方面的优良性能，使其被广泛应用于陶瓷工业。
然而，由于纳米复合陶瓷本身材料组成和结构不够均匀，因此在处理过程中需要对表面活性进行改性设计。
Zhou 等以ZrO 2为活性原料，通过热还原、酸还原和水热法合成了单粒子多孔纳米复合陶瓷。
在进行此制备时，可以将TiO 2热还原为二氧化锆和Ru 纳米颗粒；然后将氧化锆酸洗并以酸清洗过的TiO 2颗粒磨成细粉以进行水热法制备多孔纳米氧化锆粒子，然后再用pH 值=6和pH=7的氢氧溶液浸酸以制得多孔二氧化锆基复合材料。
Ming 等将ZrO 2和二氧化锆混合作为原料和酸洗处理而制得单层ZrO 2、二氧化锆基复合陶瓷，结果表明制备过程中加入酸洗过程可以有效地减少单层复合陶瓷中CrO2与CrO 3的量，并降低MgO –二氧化锆复合件的硬度。
YAG陶瓷球制备工艺及其性能研究的开题报告
YAG陶瓷球制备工艺及其性能研究的开题报告一、研究背景YAG（化学名为氧化铝钇）陶瓷球是一种重要的高温材料，在工业、航空航天等领域广泛应用。
它具有优异的耐热性、高硬度、耐腐蚀性和良好的机械性能等特点，被广泛用于高温热处理、制备单晶、电子器件等领域。
目前，YAG陶瓷球的制备工艺主要分为固相法、水热合成法和溶胶-凝胶法等。
其中，水热合成法是一种简单、有效的制备方法，可以在较低的温度下制备出具有良好性能的YAG陶瓷球。
因此，本研究将以水热合成法为基础，对YAG陶瓷球的制备工艺及其性能进行深入研究。
二、研究目的及意义本研究的主要目的是探究水热合成法制备YAG陶瓷球的最佳工艺条件和优化方法，同时考察不同工艺参数对YAG陶瓷球性能的影响，为实现对YAG陶瓷球的高效制备提供技术支撑和理论基础。
此外，研究还将对制备出的YAG陶瓷球进行性能测试和评价，包括耐热性、硬度、密度、微观结构等方面的分析，以期获得有关YAG陶瓷球性能的重要数据和参数，为其应用于各领域提供可靠的参考依据。
三、研究内容1. 基于水热合成法，初步制备YAG陶瓷球，分析其物理、化学特性以及微观结构，并确定最优制备条件。
2. 采用不同温度、压力、时间、原料比等工艺参数，对YAG陶瓷球进行制备工艺优化和性能测试，获得其基本结构特征，例如晶体形态、结晶度、晶粒尺寸、孔径大小等指标。
3. 对YAG陶瓷球的物理性能（例如硬度、耐热性、密度等）进行测试，分析不同工艺条件下YAG陶瓷球的物理、化学性质与微观结构之间的关系。
4. 建立YAG陶瓷球的制备工艺流程和技术规范，为普及和推广YAG 陶瓷球应用做出有益的贡献。
四、研究方法1. 研究采用水热合成法制备YAG陶瓷球，通过对工艺参数的调整，对制备工艺进行优化。
2. 采用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等技术手段，对制备出的YAG陶瓷球进行物理、化学特性和微观结构分析。
3. 测定样品的硬度、密度、热膨胀系数等物理参数，并对不同工艺条件下的YAG陶瓷球进行对比测试和分析。
多孔氧化锆陶瓷的制备及其性能的研究的开题报告
多孔氧化锆陶瓷的制备及其性能的研究的开题报告
一、研究背景和意义
多孔陶瓷颇具应用潜力，因其具备对化学、机械和热等性质的强大控制能力。
多孔氧化锆陶瓷 (porous zirconia ceramics) 是一种新型的多孔陶瓷材料，其特点为高温稳定性和生物相容性良好，因此有望用于医学、环境和化学工业等领域。
近年来，多孔氧化锆陶瓷的制备和应用引起了广泛关注。
二、研究目的
本文旨在探究多孔氧化锆陶瓷的制备方法及其性能，并尝试寻找最优化的工艺参数。
三、研究内容和步骤
1. 收集多孔氧化锆陶瓷的制备方法及其成形工艺的相关文献资料，并进行综合分析。
2. 采用化学法或物理法 (如溶胶-凝胶法、极性溶剂法、泡沫法或粉末冶金法等) 制备多孔氧化锆陶瓷。
3. 对所制备的多孔氧化锆陶瓷进行微观结构、孔径大小和分布、孔隙率、力学性能、化学稳定性和生物相容性等方面的性能测试。
4. 对制备方法进行优化，以获得最佳的多孔氧化锆陶瓷制备工艺。
四、研究意义
1. 对多孔氧化锆陶瓷的性能进行深入研究，有助于寻找最优制备工艺，进一步探寻其在医学、环境和化学工业等领域的应用前景。
2. 为未来多孔陶瓷的制备和性能评估提供参考和借鉴。
3. 丰富材料科学研究领域，为实际应用提供新的解决方案和思路。
五、预期成果
1. 探究多孔氧化锆陶瓷的最佳制备工艺参数。
2. 对多孔氧化锆陶瓷材料的微观结构、孔径、孔隙率、化学稳定性、生物相容性等性能进行评估。
3. 为多孔陶瓷的研究提供新思路和新方法，为国内外相关研究领域提供学术支持和技术创新。
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寸大小不均匀，密度仅达到３．２７ ｇ／ｃｍ３，而且容易破 碎，破碎断口明显有分层现象。用扫描电镜观察了两 类粉体的显微形貌，如图１所示。可以看出，Ｆ，是分 散性良好的等轴球状颗粒，其晶粒均匀，原晶尺寸约 为０．２ ｐｍ左右，发育完整，这种粉体是经１３００℃以 上高温合成后经砂磨机粉碎得到，其比表面积仅不到 ８ ｍ２／ｇ，因此用水量少，堆集紧密，所得球坯体积密 度高。而Ｆ２粉体原晶尺寸极细，发育不够充分，存 在明显团聚情况，无法适用于滚制成球。本实验用 Ｆ２粉体滚制成型氧化锆陶瓷球坯未能成功，而用Ｆｌ 粉体则没有什么困难。由于目前国内市场主要销售的 是共沉淀法制备的氧化锆粉体，其锻烧合成温度较低 （一般低于１１００℃），粉体过于膨松，比表面积很大， 因此不适合于滚制成型法制备陶瓷球坯。 ２．２烧结温度对氧化锆陶瓷磨球性能的影响
万方数据
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稀有金属材料与工程
第３８卷
２ａ），故其耐磨性不如１５００℃烧结者，说明瓷体密度 是影响磨球自磨损率的重要因素之一；而１５５０℃烧结 后，晶粒尺寸有异常长大现象（图２ｃ），其自磨损率明 显增大，以致超过１４５０℃烧结者，说明品粒尺寸对磨 球自磨损率的影响更大；１５００℃烧结后，瓷体在具有 较高致密度的同时并保持了均匀细小的晶粒（图２ｂ）， 故获得了最低的自磨损率。因此，对于氧化锆研磨介 质球而言，更需强调其微晶结构的重要性。另一值得 注意的问题是，在本试验中，较大尺寸磨球的白磨损 率明显高于较小尺寸的磨球，这与一般在滚筒磨机进 行自磨损试验中观察到的结果不一致。一般认为，同 质量的小尺寸磨球因其球粒数量多，接触磨损点多， 因此自磨损率高。但本试验在快速研磨机进行，由于 强烈的振动冲击条件，磨球尺寸越大，磨球之间所产
２）烧结温度对氧化锆陶瓷磨球的自磨损率有重 要影响，在本研究快速研磨机试验条件下，经１５００℃ 烧结后，磨球体积密度为５．９７ ｇ／ｃｍ３，晶粒尺寸约０．５ ｔｔｍ，自磨损率最低。
３）在快速研磨机试验条件下，由于振动冲击的影
响，较大尺寸磨球的自磨损率明显高于较小尺寸的磨 球，这与一般在滚筒磨机进行自磨损试验中观察到的 结果不一致，此时磨球的摩擦磨损机理可能己发生了 变化，对此应做进一步的研究。
采用Ｆ，粉体滚制成型法制得的两种尺寸球坯体， 按规定的烧结工艺制度烧成后，测得其体积密度和自 磨损率与烧成温度的关系，同时测定了自磨损率最低 的１５００℃烧结陶瓷磨球的压碎强度，如表ｌ所示。
可以清楚地看到，Ｆ１粉体滚制成型球坯有很好的 烧结性，在１４５０℃烧结后即达到约９７％的相对密度 （理论密度按６．１０ ｇ／ｃｍ３计算）。随着烧结温度的提高， 氧化锆磨球的体积密度逐渐增大，在１５５０℃烧结后 达到约９９％的相对密度。这表明Ｆ．是一种高烧结活 性的亚微米级氧化锆粉体，同时证明滚制成型法可以 制得高致密度的氧化锆磨球。１５００℃烧结中２．７５ ｍｍ 磨球的自磨损率仅为１．０２ ｇ／ｋｇ·ｈ，而且其平均压碎强 度达到３２６ ｋｇ，超过了通常西３．０ ｍｍ磨球压碎强度 大于３００ ｋｇ的规定。
【３】Ｌｉｕ Ｇｕａｎｇｈａｉ（翔Ｊ光海）．Ｆｅｓｈａｎ Ｃｅｒａｍｉｃｓ（佛山陶瓷）【Ｊ】，２００１，
５：１２
Ｓｔｕｄｙ ｏｎ Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ａｎｄ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ Ｚｉｒｃｏｎｉａ Ｗｅａｒ－Ｒｅｓｉｓｔａｎｔ Ｃｅｒａｍｉｃ Ｂａｌｌｓ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄ ｂｙ ａ Ｒｏｌｌ—Ｆｏｒｍｉｎｇ Ｍｅｔｈｏｄ
收稿日期：２００９．０６．０２ 作者简介：刘惟。男。１９７８年生，硕士，西北工业大学，陕西西安７１００７２
万方数据
增刊２
刘惟等：氧化锆陶瓷磨球的滚制成型法制备技术与性能研究
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产的工艺技术。
１ 方法
１．１ 氧化锆陶瓷球坯的制备 采用淄博启明星新材料有限公司用凝胶固相合
成法和国内某企业用化学共沉淀法生产的两类 ３ｍ０１％Ｙ２０３一Ｚｒ０２陶瓷粉体为原料，分别记为Ｆ１和 Ｆ２。用滚制成型法制备氧化锆陶瓷磨球坯体，制备工 艺为：冷等静压粉体坯料一破碎＿过筛预制晶种一加 入滚球机滚动＿＋喷水雾一添加粉料一喷水雾一添加 粉料一滚动长大至预定尺寸（约痧３．２ ｍｍ和西７．３ ｍｍ 两种）一滚动表面抛光一干燥一球坯。 １．２氧化锆陶瓷球坯的烧结工艺
体积密度测定：将烧结后氧化锆陶瓷磨球在万分 之一精度天秤分别测定其干重和在水中的质量，用阿 基米德法计算氧化锆陶瓷磨球的体积密度。
自磨损率测定：把每组待测定的氧化锆陶瓷磨球 称取１ ｋｇ左右，记为舰１（精确度０．０１ ｇ，以下同）， 装入标称１ Ｌ的球形氧化铝陶瓷罐，加入５００ ｍｌ去 离子水，在快速研磨机（振磨机）上振磨５ ｈ，取出样 品用水清洗干净，于８０℃烘箱中烘干后称重，计为 肌２，自磨损率＝１０００（ｍｌ—ｍ２）／５ｍｌ，单位为ｇ／ｋｇ·ｈ。
参考文献
Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ
【ｌ】Ｂｉｋｒａｍｊｉｔ Ｂａｓｕ，Ｊｅｔ Ｖｌｅｕｇｅｌｓ，Ｏｍｅｒ Ｖａｎｄｅｒ Ｂｉｅｓｔ．Ｍａｔｅｒ Ｓｃｉ
ＥｎｇＸｉａｏｌｉｎ．Ｃｅｒａｍｉｃ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ［Ｊ］，２００１，ｌ：２５
生的冲击力也越大，此时磨球表面的摩擦磨损机理可 能已发生了变化，对此应做进一步的研究。
表１ 氧化锆陶瓷磨球的性能与烧结温度的关系
Ｔａｂｌｅ １ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｓｉｎｔｅｒｉｎｇ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ｏｆ ｚｉｒｃｏｎｉａ ｃｅｒａｍｉｃ ｂａｌｌｓ
氧化锆陶瓷磨球是氧化锆材料中一类用量很大、 应用面很广的产品，除了在氧化锆类陶瓷粉体研磨中 大量使用外，在其它电子陶瓷粉料，磁性材料粉料、 高技术结构和功能陶瓷粉料、日用陶瓷色料和釉料， 化工和各类涂料，机械抛光用粉料，医药和食品粉剂 的超细研磨中也发挥了极为重要的作用。目前，氧化
锆陶瓷磨球多用３ｍ０１％Ｙ２０３部分稳定的Ｚｒ０２材料体 系制备【１ｊ，与大量使用的氧化铝陶瓷磨球相比，氧化 锆陶瓷密度可达６．０ ｇ／ｃｍ３左右，因此冲击力大，在同 样条件下，可减少所需的研磨时间，提高研磨效率［２】； 其次，氧化锆陶瓷与氧化铝陶瓷的硬度相近，约为 １２～１４ ＧＰａ，但强度高达８００～１０００ ＭＰａ，断裂韧性可 达１０ ＭＰａ·ｍ¨２以上，均为氧化铝陶瓷的２～３倍。因此 其磨耗很低，压碎强度很高，可以显著减少被研磨物 料中杂质引入，同时在一些特殊的超细粉体研磨设备 如搅拌磨机、砂磨机、高速振动磨机等新型设备中， 不易破碎的高强高韧微晶氧化锆陶瓷磨球已成为唯一 可用的产品，尽管微晶氧化锆磨球价格高，但由于其 磨耗极低，对被研磨物料的研磨和分散效果好，无需 时常补加料，因此综合使用成本仍相对较低。其使用 领域不断扩大，正在逐渐代替氧化铝、硅酸锆、玛瑙 等研磨介质球。
摘要：研究了滚制成型法制备氧化锆陶瓷球坯工艺及烧结温度对陶瓷磨球体积密度、压碎强度和自磨损性能的影响。
结果表明，凝胶固相合成法生产的亚微米级３ｍ０１％Ｙ：Ｏ，．Ｚｒ０２陶瓷粉体适用于滚制成型法制备体积密度高、圆度好、大 小均匀的球坯。在１５００℃保温２ ｈ的烧结条件下得到的微晶氧化锆陶瓷磨球在快速研磨机中的自磨损率最低，其微观
图２不同温度烧结后磨球的断口形貌（ＳＥＭ） Ｆｉｇ．２ Ｆｒａｃｔｕｒｅ ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｔｈｅ ｃｅｒａｍｉｃ ｂａｌｌｓ ｓｉｎｔｅｒｅｄ ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ（ＳＥＭ）：（ａ）１４５０℃（ｂ）ｌ ５００℃ａｎｄ（Ｃ）ｌ ５５０℃
３结论
１）采用凝胶固相合成法生产的亚微米级３ｍ０１％ Ｙ２０３一Ｚｒ０２陶瓷粉体为原料，通过控制合适的滚制成 型工艺参数，可获得体积密度高、圆度好、大小均匀 的球坯。
将氧化锆陶瓷球坯体分成３组装匣钵烧结，按如 下烧结工艺制度烧成：室温至１０００℃，升温速率为 １００℃／ｈ：１０００℃至烧成温度，升温速率为５０℃／ｈ， ３组试样的烧成温度分别定为１４５０，１５００，１５５０℃， 保温２ ｈ后随炉冷却，得到直径约咖３ ｍｍ和西６ ｍｉｌｌ 的氧化锆陶瓷磨球。 １．３氧化锆陶瓷磨球性能测试方法
２结果和讨论
２．１ 滚制成型氧化锆陶瓷球坯对粉体特性的要求 在喷雾水中加入Ｏ．３％ＰＶＡ（质量分数）粘结剂，用
凝胶固相合成法生产的氧化锆陶瓷粉体（Ｆ。），通过控 制滚球机倾角与转速，喷水雾和加粉相对量及其时间 间隔等参数，可获得圆度好、大小均匀的球坯，经测 定其体积密度达到３．８２ ｇ／ｃｍ３。而用共沉淀法生产的 氧化锆陶瓷粉体（Ｆ２），在球坯滚制过程中向晶种上粘 粉困难，需喷较多水雾，但又容易结团，造成球坯尺
第３８卷 ２００９年
增刊２ １２月
稀有金属材料与工程
ＲＡＲＥ ＭＥＴＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ ＡＮＤ ＥＮＧＩＮＥＥＲⅡ、『Ｇ
Ｖ０１．３８，Ｓｕｐｐｌ．２ Ｄｅｃｅｍｂｅｒ ２００９
氧化锆陶瓷磨球的滚制成型法制备技术与 性能研究
刘 惟１，张合军２张文华２
（１．西北工业大学，陕西西安７１００７２） （２．淄博启明星新材料有限公司，山东淄博２５５０００）
粉体直接滚制法使用简单廉价的旋转滚球机，先 加入预制的球坯晶种，然后边旋转喷水雾边添加陶瓷 粉体，粉体不断粘附于晶种表面逐渐长大，最终得到 所需尺寸的球坯。应该指出，滚制成型法制备陶瓷小 球技术在氧化铝陶瓷中已获得了比较广泛的应用【３】。 该技术具有设备投资费用少、生产工艺简化、生产效 率高、产品质量好的优势，是一种适合于规模化大生
通常，高质量的微晶氧化锆磨球多采用氧化钇部 分稳定的氧化锆（Ｙ－ＴＺＰ）超细粉体为原料成型后经高 温烧结（１４００～１６００℃）致密化，然后通过自磨或添加
超细研磨粉料抛光得到。球粒尺寸根据使用要求不 同，包括了从西０．１ ｍｍ以上各种级别。对于大尺寸 磨球，多采用冷等静压成型工艺，即先将粉体料浆喷 雾造粒，然后装入特殊设计的硬橡胶模袋中进行冷等 静处理获得球坯。该工艺所得坯体致密度高，烧结成 瓷材质好，密度高。但由于模具限制，其球坯圆度不 好，表面形成的棱边需进一步打磨处理，同时，该工 艺设备投资费用大，生产成本高，不适合于生产直径 小于＃１０ ｍｍ的小球。国内生产氧化锆小球也有采用 泥段滚制成型工艺，即先将粉体与水、粘接剂、增塑 剂、润滑剂等加入练泥机混合练制成泥，经陈腐形成 塑性泥料，放入挤泥机挤制成泥条，并切成长度与直 径尺寸相当的泥段，再放入滚球机滚制成球坯。该工 艺只要控制好挤泥机模头口径和切段长短，就可以得 获到一致性较好的泥段，滚制的球坯圆度也容易保 证。但由于塑性泥料含水量和添加物较多，使球坯密 度相对较低，需提高烧结温度才能获得较致密瓷体， 导致晶粒尺寸长大，难以获得微品耐磨的效果。