氧化铝氧化锆陶瓷的制备.
99.5氧化铝陶瓷配方
99.5氧化铝陶瓷配方
99.5%氧化铝陶瓷通常是由氧化铝粉末制成的，其化学成分主要
是氧化铝（Al2O3）。
制备这种陶瓷材料的配方通常需要考虑到多个
因素，包括所需的最终性能、加工方法和成本等。
以下是一种可能
的配方：
1. 原料，主要成分为氧化铝粉末（Al2O3）。
2. 添加剂，可能需要添加一些助剂来改善陶瓷的性能，例如稳
定剂、增塑剂等。
3. 生产工艺，根据具体的生产工艺要求，可能需要添加一些其
他成分，如润滑剂、粘结剂等。
4. 配比，根据所需的氧化铝陶瓷的性能要求，确定氧化铝粉末
的含量和其他添加剂的配比比例。
在实际配方中，需要进行大量的实验和测试，以确定最佳配方。
此外，还需要考虑到烧结温度、压制工艺等因素对最终产品性能的
影响。
总之，制备99.5%氧化铝陶瓷的配方是一个复杂的过程，需要综合考虑材料的化学成分、工艺要求和最终产品性能。
氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷制备工艺的研究进展
2020年13期工艺创新科技创新与应用Technology Innovation and Application氧化锆增韧氧化铝复相陶瓷制备工艺的研究进展*隋育栋（昆明理工大学材料科学与工程学院，云南昆明650093）1概述在工业陶瓷中，氧化铝陶瓷（Al 2O 3）因具有高熔点、高硬度、优异的高温稳定性和低廉的价格而受到人们的广泛关注，但是其韧性较低，限制了工业应用范围。
将氧化锆（ZrO 2）引入到Al 2O 3陶瓷中，可制得氧化锆增韧氧化铝陶瓷（ZTA ）。
ZrO 2在Al 2O 3陶瓷中能起到相变增韧和微裂纹增韧的作用，对Al 2O 3陶瓷进行增韧补强，从而改善Al 2O 3陶瓷的韧性，因此，ZTA 陶瓷成为结构陶瓷中最有前途的材料之一。
在ZTA 陶瓷中，Al 2O 3基体上均匀弥散分布着ZrO 2粒子，随着温度的变化，ZrO 2粒子发生相变，这种相变属于马氏体相变，会相应的产生体积膨胀和切应变，导致张应力和微裂纹的形成。
某些小尺寸的ZrO 2粒子在张应力的作用下产生微裂纹，这些裂纹局限在小尺寸晶粒中，其萌生和扩展等都会消耗外应力场的能量，进而提高Al 2O 3陶瓷的韧性和强度[1]。
ZTA 复相陶瓷分为粉体和块体两种形式，形式的不同，其制备工艺存在显著的差异。
2ZTA 复相陶瓷粉体的制备工艺烧结是制备陶瓷材料的主要途径之一[2]，尤其是以固相为主要物相的烧结，烧结前粉体的特性对后续陶瓷的组织结构有重要的影响。
因此，要求粉体具有纯度高、均匀性好、稳定性优良、团聚少以及配比准确等特点。
目前，ZTA 粉体的制备工艺方法非常多，制备出粉体也更有特点。
如果把这些制备工艺按照物料体系状态的不同进行分类，那么可以将其分为固相法、液相法和气相法等[3]三种。
在这三种方法里面，由于液相法具有原料来源广、操作条件简易、粉体尺寸和性能稳定以及生产成本较低等优点，所以成为较为理想的ZTA 陶瓷粉体制备方法。
液相法可获得尺寸为1~100nm 且均匀弥散分布的粉体。
发泡陶瓷生产工艺流程
发泡陶瓷生产工艺流程
发泡陶瓷是一种轻质多孔材料，具有低热导率、高抗压强度和良好的隔热性能，被广泛应用于建筑、汽车、航空航天等领域。
以下是发泡陶瓷的生产工艺流程。
1. 原料准备：选择高纯度的陶瓷粉末作为原料，并按照一定的比例混合。
常用的陶瓷材料包括氧化铝、氧化锆等。
2. 发泡剂添加：将适量的发泡剂加入混合后的陶瓷粉末中。
发泡剂在高温条件下产生分解生成气体，使陶瓷粉末膨胀成多孔结构。
3. 搅拌：利用搅拌机将发泡剂均匀地分散在陶瓷粉末中，确保发泡剂能够充分地与陶瓷粉末反应。
4. 模具制备：根据产品的形状和尺寸要求，制作成相应的模具。
模具材料常用的有金属或耐高温的硅橡胶。
5. 注浆：将搅拌好的陶瓷粉末和发泡剂混合物注入模具中，在一定的温度和压力下进行固化。
6. 固化：将模具置于固化窑中，经过高温和压力作用下，陶瓷粉末携带的发泡剂发生膨胀和分解反应，形成多孔的发泡陶瓷。
7. 干燥：将固化好的发泡陶瓷制品取出，置于通风干燥室中，去除多余的水分和发泡剂。
8. 焙烧：将经过干燥的发泡陶瓷制品置于专门的窑炉中进行高温焙烧。
焙烧温度和时间根据不同的陶瓷材料和产品要求而定。
9. 表面处理：将焙烧好的发泡陶瓷制品进行表面处理，如打磨、抛光等，使其达到光滑的表面。
10. 检验和包装：对发泡陶瓷制品进行质量检验，包括外观检查、尺寸测量、抗压强度测试等。
合格的制品进行包装，以便运输和销售。
以上是发泡陶瓷的生产工艺流程，通过合理的原料选择和工艺控制，可以制备出具有优异性能的发泡陶瓷制品。
dpc陶瓷基板生产工艺
dpc陶瓷基板生产工艺DPC陶瓷基板生产工艺DPC陶瓷基板作为一种新型陶瓷材料，具有优异的导热性能和电气绝缘性能，广泛应用于电子器件的散热和隔离领域。
本文将详细介绍DPC陶瓷基板的生产工艺。
一、原料准备DPC陶瓷基板的主要原料是氧化铝和氧化锆，这两种材料具有较高的熔点和良好的导热性能。
在生产过程中，需要按照一定的比例将氧化铝和氧化锆粉末混合均匀。
二、浆料制备将混合均匀的氧化铝和氧化锆粉末与有机溶剂和分散剂混合，形成浆料。
浆料的质量要求高，需要经过多次搅拌和过滤，确保粒子分散均匀，无杂质。
三、浆料成型浆料成型是DPC陶瓷基板生产的关键步骤之一。
常用的成型方法有注射成型、压制成型和挤出成型。
其中，注射成型是目前应用最广泛的方法之一。
通过将浆料注入成型模具，利用压力使浆料充满整个模具，并通过热处理使其固化。
四、烧结成型后的DPC陶瓷基板需要进行高温烧结，以使其结构更加致密，提高导热性能和机械强度。
烧结温度一般在1500℃以上，烧结时间根据基板的厚度和尺寸而定。
在烧结过程中，需要控制好烧结温度和保持一定的气氛，以避免基板表面氧化。
五、表面处理烧结后的DPC陶瓷基板需要进行表面处理，以提高其平整度和光洁度。
常用的表面处理方法有机械抛光和化学机械抛光。
通过这些方法，可以使基板表面达到亚微米级的光洁度要求。
六、检验和包装生产完成后，需要对DPC陶瓷基板进行严格的检验。
主要包括外观检查、尺寸测量、导热性能测试等。
合格的产品经过包装后，可以进行出货。
DPC陶瓷基板的生产工艺包括原料准备、浆料制备、浆料成型、烧结、表面处理、检验和包装等环节。
每个环节都需要严格控制工艺参数，以确保产品的质量和性能。
随着技术的不断进步，DPC陶瓷基板的生产工艺也在不断优化，以满足不同领域对高性能陶瓷材料的需求。
韧性氧化铝-氧化锆纳米复合渗透陶瓷的制备
陶瓷材料 由于具有 良好的生物相容性与美学 性能 ， 且耐腐蚀 、 导热率低、 色泽稳定等， 近年来成 为较理想的 口腔修复材料 。然而 ， 】 以往的全瓷 材料因脆性大使其在 口腔材料领域的应用受到限 制。为此 ， 对陶瓷进行韧化 ， 改善其脆性 ， 增大其
ＺＯ ， ｒ 采用包裹共 沉淀法和用 Ｙ Ｏ 一 ｅ ， Ｃ Ｏ 作稳 定化处理 。 制备氧化铝 一 氧化锆纳米复合渗透陶 瓷（ 简称 ＡＺ 。并讨论 了 ＡＺ １ｒ ） １ 所含纳米 ＺＯ ｒ ｒ
・
研 究论 文 ・
韧性氧化铝 一 氧化锆纳米复合渗透陶瓷 的制备
王婷婷 ｈ 鲜 苏琴ｈ 田 鲲ｈ 黄 ， ， ， 炎ｈ 廖运 茂岫 ，
６０ ４ ） １０ １
（１ ．四川大学 ａ ．华西 口腔 医院 修复科 ； ．教育部 口腔生物医学工程重点实验室 ， ｂ 四川 成都
摘要 ： 采用包裹共沉淀法制备 了韧性氧化铝 一 氧化锆纳米复合 渗透 陶瓷 （ Ｉ ， 中 ＡＺ３￣平均三 点弯曲 ＡＺ ）其 ｒ ｌ ￣Ｊ ｒＩ 强度（ Ｐ 高达 （２ ． １０ １）Ｍ ａ平均断裂韧性（ Ｉ） ） ６１３ ： ．５ Ｐ ， ０： ４ １ｃ 高达 （．２ １４ ）Ｍ ａ ｍ 。并讨论了埘 ｚ（ ） （ ６７ ± ．５ Ｐ ・ （ｒ２ ）
强度便成 了近年来齿科 全瓷材料研究 的核心课 题 】 。
本文 设 计 在 Ａ ，全 瓷 材 料 中 引入 纳 米 １ Ｏ
收稿 日期 ： ０６０ －８ 修订 日 ： ０ ７ ２０ ２０ － ２ ； ９ 期 ２０－ － ０ ６
基金项 目： 四川省科技攻关 资助项 目（４ Ｇ０￣ ３Ｙ） ０ Ｇ ０９ ２ ４ ２ 通讯联系人： 廖运茂 ， 教授 ， 主要从事生物医学工程材料的研究。Ｅｍ ｌ Ｉｐｓ ｉ ．ｏ －ａ ：ｍ ｏｔ ｎ ｃｒ ｉ ＠ａ ａ ｎ
陶瓷膜工业流程
陶瓷膜工业流程陶瓷膜又称无机陶瓷膜，是以氧化铝（Al2O3）、氧化锆（ZrO2）和氧化钛（TiO2）等粉体原料经特殊工艺制备而成的膜。
陶瓷膜管壁密布微孔，在压力作用下，原料在膜管内的膜外侧流动，小分子物质（或液体）透过膜，大分子物质（或固体颗粒、液体液滴）被膜截留从而达到原料不同成分的分离、浓缩和纯化的目的。
根据制备陶瓷膜的材料不同，主要可分为氧化铝（Al2O3）、氧化锆（ZrO2）、氧化钛（TiO2）及氧化硅（SiO2）等陶瓷膜。
按照膜的构型分类，通常分为片式膜、板式膜以及管式膜。
其中，多通道管式膜因其单位体积内的膜层面积大、机械强度高以及安装方便等优点，适合于大规模应用，而成为工业应用的主要品种。
单支（根）膜管称为膜元件。
陶瓷膜制备的基本步骤包括原材料的选择、溶液制备、膜的成型、烧结等环节。
①选择适当的原材料是制备优质陶瓷膜的关键，一般选用高纯度、细度适中、均匀性好的陶瓷材料，如氧化铝、氧化锆等。
为了提高膜的结晶度和致密度，可以添加一些如多糖、界面活性剂等类型的助剂。
②溶液的制备：将精细分散的陶瓷颗粒和助剂加入有机溶剂中，通过超声波处理或机械搅拌使之均匀分散。
应该控制好陶瓷颗粒和有机溶剂的比例，以及超声波处理或搅拌的时间和力度。
③膜的成型：将溶液倒入成型模具中，经过真空过滤或压抻使之成型。
一般常用的成型方法有离心成型、滴定成型、蒸发成型、喷涂成型等。
在成型过程中应该控制好温度、压力和速度，以及陶瓷颗粒的分散均匀性。
④将成型后的膜进行烧结，使之获得优异的物理、化学、机械性能。
烧结的温度和时间应该根据具体的陶瓷材料和助剂来确定，一般烧结温度在1000℃以上，时间在1-5小时。
在烧结过程中要避免氧化、裂纹等质量问题的出现。
陶瓷膜分离以错流过滤方式为基础，与传统终端过滤方式不同，错流过滤方式中的原料液流体以切线流过膜表面的方式高速循环流动，过滤液（或称渗透液）在压力作用下透过膜表面滤出，通过原料液的循环冲刷有效抑制了传统终端过滤方式中过滤介质易被阻塞的问题，保障分离过程的连续运行，提高了分离效率与分离精度，并有效降低了分离过程的能耗。
氧化铝_氧化锆复合陶瓷粉体的水热法制备及高温灼烧处理[1]
![氧化铝_氧化锆复合陶瓷粉体的水热法制备及高温灼烧处理[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/6f973666f5335a8102d220bd.png)
晶粒粒度达到 400 nm 左右 ,这一数值与水热
Al2O3 molar fraction of t he used precursors Hydrot hermal reaction temperature : 200 ℃; Time :24 h
法制 得 的 纯 γ - AlOOH 晶 粒 粒 度 基 本 相
同[9 ] .
图 3 给出了部分水热反应产物的 TEM 照片. 当前驱物中 Al2O3 摩尔分数高于 10 %时. 所得产物中无论 γ- AlOOH 还是 ZrO2 晶粒均具有高对称性 (近于球状) 生长形态 (见图 3a) ; 当前驱物 Al2O3 摩尔分数为 82 %时 ,产物中 γ- AlOOH 晶粒呈双锥薄片状 (见图 3b) ,而 ZrO2 晶粒仍具有高对称性生长形态 (见图 3c) .
200050 .
· 7 74 · 硅 酸 盐 学 报 1998 年
果 ;水热反应条件 ( 水热反应的温度 、反应时
间) 、矿化剂种类与产物物相 、晶粒生长形态及
粒度之间的关系 ;研究了产物在灼烧处理过程
B
B
(d) 82 % Al2O3
粒度具有类似的影响[10 ] .
2. 3 矿化剂的选用对产物物相、晶粒粒度的影响
表 2 给出了选用不同矿化剂 ,经相同条件水热反应所得粉体的物相和晶粒粒度检测结果 ,
· 7 76 · 硅 酸 盐 学 报 1998 年
图 3 采用不同摩尔分数 Al2O3 前驱物经 200 ℃,24 h 水热反应制得的 AlOOH - ZrO2 粉体 TEM 照片 Fig. 3 TEM photographs of t he hydrot hermal AlOOH - ZrO2 composite powders
氧化铝陶瓷的制备及其微观结构研究
氧化铝陶瓷的制备及其微观结构研究氧化铝陶瓷是一种种类非常广泛的陶瓷材料，其在工业、生活和科研领域都有着广泛应用。
本文将从氧化铝陶瓷的制备入手，探讨其微观结构以及研究现状。
一、氧化铝陶瓷的制备氧化铝陶瓷可以通过多种方法制备，其中最常见的是烧结法。
该方法是将氧化铝粉末与一定量的添加剂混合后，加入适量的有机粘结剂，成型后进行烘干，再经过高温烧结而制得。
此外，还有常压干燥成型法、等离子喷雾法和热压缩成型法等常见制备方法。
在制备过程中，添加剂对氧化铝陶瓷的性能有着重要的影响。
例如，二氧化硅、钙钛矿和氧化锆等添加剂可以提高氧化铝陶瓷的强度和硬度；钇和铈等稀土元素则可以改善其耐高温性能和化学稳定性。
此外，加入碳微粉、碳化硅或碳化硼等还可以提高氧化铝陶瓷的热导率等特性。
二、氧化铝陶瓷的微观结构氧化铝陶瓷具有非常丰富的微观结构，其中最常见的是晶粒和孔隙。
其晶粒大小范围从几纳米到数微米不等，而孔隙则可以分为宏孔、中孔和微孔三种类型。
其中，宏孔是指孔径大于100纳米的孔隙，中孔的孔径在2-50纳米之间，而微孔的孔径小于2纳米。
此外，在氧化铝陶瓷中还存在一些重要的微观结构，如晶界、颗粒界面和内部脆性缺陷等。
晶界是晶粒之间的界面，其中存在大量缺陷位错，会对氧化铝的力学性能有着重要的影响。
颗粒界面是由于颗粒之间聚集而形成的界面，其存在会影响氧化铝陶瓷的致密性和均匀性。
内部脆性缺陷包括裂纹、铸造缺陷和孪晶等，会弱化氧化铝陶瓷的力学性能和耐腐蚀性。
三、氧化铝陶瓷的研究现状目前，国内外学者们对氧化铝陶瓷的研究领域主要包括以下几个方面。
首先是陶瓷材料的稳定性和可靠性。
研究者们通过研究氧化铝陶瓷的微观结构、缺陷机制和加工成型方法等，探究其稳定性和可靠性。
例如，美国科罗拉多大学的研究人员说明，加入少量的氧化铟和氧化钇可以显著改进氧化铝陶瓷材料的稳定性和耐久性。
其次是制备方法和工艺研究。
科学家们对氧化铝陶瓷的制备方法进行研究，探索最优的制备工艺，寻找制备氧化铝陶瓷的新方法和新技术。
htcc和ltcc的工艺流程
htcc和ltcc的工艺流程HTCC（高温共烧陶瓷）和LTCC（低温共烧陶瓷）是两种常见的陶瓷工艺流程。
本文将介绍它们的工艺流程及其特点。
一、HTCC工艺流程HTCC是一种高温共烧陶瓷工艺，其主要特点是在高温条件下进行烧结。
下面是HTCC的工艺流程：1. 材料准备：HTCC的主要原料是陶瓷粉末，如氧化铝、氧化锆等。
这些粉末需要经过筛选、混合等步骤，确保粉末的均匀性和纯度。
2. 成型：将混合好的陶瓷粉末与粘结剂混合，形成可塑性的糊状物料。
然后，将糊状物料通过注射成型、挤压成型等方式，得到需要的陶瓷零件形状。
3. 除蜡：成型后的陶瓷零件上会有粘结剂和蜡，需要通过高温烘烤的方式将其除去，得到纯净的陶瓷零件。
4. 烧结：将除蜡后的陶瓷零件放入高温炉中进行烧结。
在高温下，陶瓷粉末会发生化学反应，颗粒之间会相互融合，形成致密的陶瓷结构。
5. 表面处理：烧结后的陶瓷零件可能会出现一些表面缺陷，需要通过研磨、抛光等方式进行处理，提高表面的平整度和光洁度。
6. 检测和包装：对成品进行检测，确保其质量符合要求。
然后，将合格的陶瓷零件进行包装，以便运输和使用。
二、LTCC工艺流程LTCC是一种低温共烧陶瓷工艺，其主要特点是在相对较低的温度下进行烧结。
下面是LTCC的工艺流程：1. 材料准备：LTCC的主要原料也是陶瓷粉末，但相比HTCC工艺，LTCC的陶瓷粉末需要更细的颗粒大小和更高的纯度。
因此，材料准备步骤更为严格。
2. 成型：与HTCC类似，LTCC也需要将陶瓷粉末与粘结剂混合，形成可塑性的糊状物料。
然后，通过压延、切割等方式，得到所需的薄片或细丝状的陶瓷零件。
3. 堆叠：将成型好的薄片或细丝状陶瓷零件进行堆叠，形成多层结构。
在堆叠的过程中，需要在每层之间涂覆粘结剂，以确保各层之间的粘合。
4. 烧结：将堆叠好的陶瓷零件放入烧结炉中进行烧结。
与HTCC不同的是，LTCC的烧结温度较低，通常在1000°C左右。
生物陶瓷涂层材料的制备过程
生物陶瓷涂层材料的制备过程
生物陶瓷涂层材料的制备过程
生物陶瓷涂层材料的制备过程可以分为以下几个步骤：
步骤一：原料准备
首先，需要准备生物陶瓷涂层材料的原料。
通常，这些原料包括陶瓷粉末和有机溶剂。
陶瓷粉末可以是氧化铝、氧化锆等材料，而有机溶剂则用于将粉末制成涂层的浆料。
步骤二：浆料制备
将陶瓷粉末和有机溶剂按照一定比例混合，并进行搅拌，使其均匀混合成浆料。
搅拌的过程中要注意保持浆料的均匀性和流动性，以便后续的涂层工艺。
步骤三：涂层形成
将浆料涂覆在待涂层的基材上。
可以通过多种方法进行涂覆，如刷涂、喷涂、浸涂等。
涂覆的过程中要控制涂层的厚度，以确保涂层均匀且符合设计要求。
步骤四：烘干
涂覆完成后，涂层需要进行烘干以去除有机溶剂并使陶瓷粉末结合成坚固的涂层。
烘干的条件可以根据具体的陶瓷材料和涂层要求进行调整，常见的方法包括自然烘干、烘箱烘干等。
步骤五：烧结
烘干完成后，涂层需要进行烧结以提高其致密性和力学性能。
烧结过程中，将涂层材料加热至一定温度，使其发生物理化学变化并形成坚固的陶瓷结构。
烧结的温度和时间根据具体的陶瓷材料和涂层要求进行调控。
步骤六：表面处理
烧结后的涂层可以进行表面处理，以改善其表面性能和外观。
例如，可以进行抛光、喷砂等加工，使涂层表面更平滑、光洁。
通过以上步骤，就可以得到一层生物陶瓷涂层材料。
这种涂层具有优良的生物相容性和力学性能，常用于医疗器械、人工骨骼等领域，为人们的生活带来了许多便利。
5-氧化锆陶瓷
氧化锆: 坚如钢,白如雪!
个人用品：氧化锆陶瓷耐磨性好，硬度高，可以抛光 且外观美观，因此 可作为手表带、表壳及其他装饰 部件。陶瓷表源于瑞士雷达表，后来国内有优尼克、 潮州三环和北京建材院下属公司等一些企业开始生产。 目前主要生产表带，以黑和白为主，蓝、金和红等其 他颜色也已开发出来，制备工艺以热压铸和干压为主。
切割应用：在特定的切割应用中， Y－TZP占据了一定的市场
份额，特别是对一些韧性和强度要求不是很高的场合， Y－TZP 刀具得到了极大的发展。例如光纤剪刀、切纸刀、民用刀具和 理发推剪等。其中发展比较成功的是京瓷的民用刀具，经过近 十年的发展已经成为一个国际品牌。
阀类应用：这类应用市场范围广泛。最典型的产品是 氧化锆水阀片。氧化锆主要用于制作油田和化工行业 中用的球阀等。国内有深圳南玻等厂商在生产。工艺 路线主要采用等静压工艺。这类产品加工和成品率非 常重要，部件大，成品率对成本影响很大。
光纤连接器用陶瓷：光纤连接器与光纤跳接线是光纤 网路中应用面最广且需求量最大的光无源器件。但是 目前国际上只有美日等发达国家有技术生产氧化锆插 芯和套筒，其毛坯生产技术在国内还是空白。陶瓷插 芯毛坯由于内含一个0.1mm的小孔，且对尺寸同心度 的要求都很高，因此采用传统的陶瓷材料成型方法难 以制备，只有通过注射成型的方法才有可能。
陶瓷轴承：在陶瓷轴承方面，氧化锆陶瓷相对于氮化 硅陶瓷并不是最好，其主要优势是成本较低。可用于 抗腐蚀、避免污染的场合，如食品工业等。另外一个 领域就是新开发的陶瓷风扇，这大大拓展了氧化锆陶 瓷轴承的应用空间。富士通公司首先推出了陶瓷轴承 风扇，获得了较好的市场响应。
பைடு நூலகம்
轴芯全面采用3nm氧化锆
生物应用：研究表明, 氧化锆在人体口腔中无过敏现 象, 在合理设计的前提下, 可保证使用50年依然坚固. 氧化锆可以用于几乎所有的义齿设计中, 它使牙桥制 做的长度不再有限制- 无论是螺栓固定式或粘接式。 它 也是用于种植牙技术的最好材料。实际上, 氧化锆 全瓷牙已不再是单纯的义意上的义齿, 它更适用于人 们对美的越来越高的追求!
氧化铝和氧化锆陶瓷
氧化锆陶瓷材料及应用
Garvie 1975年首先报道: ceramic steel
主要来源于锆英石(ZrSiO4) 矿，杂质主要为Al2O3, HfO2, TiO2
2680°C
2370 °C
液相(L) ←⎯⎯⎯⎯→ 立方相(c) ←⎯⎯⎯⎯→
1170 °C
正方相(t) ←⎯⎯⎯⎯→ 单斜相(m)
氧化锆生物陶瓷
人工关节 牙种植体
近于惰性 良好的生物相容性
抗生理腐蚀 良好的韧性、耐磨性 和强度
95 Al2O3 、92 Al2O3、90 Al2O3、 80 Al2O3、 75 Al2O3
配方
95Al2O3:
高岭土2%+滑石3% 滑石3.75%+SiO20.63%+(CaCO3+MgCO3) 0.63%
99Al2O3:
高岭土0.75%+ MgCO3 0.25%
透明氧化铝
1959年美国通用电气公司报道了透光性的氧化铝陶瓷， 这种陶瓷的透光率对4000-6000nm的红外波段透光大于 80%(1mm厚的试样)。
t相
m相
基
应
体 本
dI
力 诱
身
发
的
增
贡
韧
献
残
dc
余 应
力
增
韧
晶粒尺寸d 显 dm 微 裂 纹 增 韧
K1c0
ΔK1cT
ΔK1cS
ΔK1cM
ΔK1cT
TZP
晶 粒 百 分 数
ΔK1cT K1c0
t+m双相组织 ΔK1cs
ΔK1cm
dI
dC dm
不同尺寸晶粒韧化的机理
TZP的韧性为：K1c(TZP) = K1c0 + ΔK1cT t+m双相组织：
氧化锆增韧氧化铝复合陶瓷制备及性能研究
氧化锆增韧氧化铝复合陶瓷制备及性能研究邓茂盛【摘要】本实验以纳米3Y-TZP和微米Al2O3为主要原料,采用常压烧结法制备致密的纳米ZTA复相陶瓷材料.当3Y-TZP含量为30wt％时,其相对密度达到最高,如烧结温度为1 400℃,试样的相对密度高达96.35％.在烧结温度范围内,试样中的颗粒会随着烧结温度的升高而增大,Al2O3颗粒随着3Y-TZP含量的增加而变小.纳米级的3Y-TZP颗粒会形成“内晶型”结构.在烧结温度为1 450℃时,含30wt％3Y-TZP的试样抗弯强度高达441.22 MPa.【期刊名称】《陶瓷》【年(卷),期】2018(000)010【总页数】6页(P30-35)【关键词】复相陶瓷;烧结温度;晶相组成;抗弯强度;硬度【作者】邓茂盛【作者单位】榆林市新科技开发有限公司陕西榆林718100【正文语种】中文【中图分类】TQ174.75氧化铝陶瓷材料是现代无机非金属材料中的一个重要组成部分，其具有其它许多材料所没有的优良的性能。
然而，由于氧化铝陶瓷存在室温强度低、断裂韧度差、脆性大的缺点，使其应用范围受到一定的限制[1]。
而氧化锆具有好的断裂韧性，其可以通过相变增韧来提高材料的力学性能，人们根据此原因研制出氧化锆增韧氧化铝复合陶瓷[2]。
近年来，纳米复合材料的研究成为材料科学领域的一个热点，尤其是以氧化铝为基体的陶瓷[3]。
ZTA复相纳米陶瓷逐渐发展起来，利用相变增韧和第二相纳米颗粒增韧的叠加作用来改善Al2O3力学性能，被广泛应用于各项领域。
本研究是以纳米3Y-TZP和微米Al2O3为原料，采用液相烧结方式制备3Y-TZP/Al2O3复相陶瓷。
在最佳烧结条件下，研究不同含量的纳米3Y-TZP对3Y-TZP/Al2O3复相陶瓷的致密化、相组成、显微结构以及力学性能的影响，并对其复相陶瓷的增韧机理进行探讨。
1 实验内容1.1 实验原料实验所用的原料如表1所示。
表1 实验所用的原料表名称化学式生产厂家纯度八水氧氯化锆ZrOCl2·8H2O国药集团化学试剂有限公司分析纯,纯度≥99.0%六水硝酸钇Y(NO3)3·6H2O国药集团化学试剂有限公司分析纯,纯度≥99.0%二氧化钛TiO2国药集团化学试剂有限公司化学纯,纯度≥98.0%二氧化锰MnO2天津市福晨化学试剂厂分析纯,纯度≥85.0%氧化铝Al2O3浙江省乐清市超微细化工有限公司—无水乙醇C2H5OH国药集团化学试剂有限公司分析纯,纯度≥99.7%氨水NH3·H2O天津市福晨化学试剂厂分析纯,氨含量25%～28%聚乙二醇1000H(OCH2CH2)nOH国药集团化学试剂有限公司化学纯PVA[C2H4OCH]n自制5g/100ml去离子水H2O自制—1.2 试样的配方样品的编号采用以下方式：以组份中的质量百分比进行编号。
问：什么是氧化锆增韧氧化铝陶瓷？其增韧机理是什么？制备工艺有哪些？
机械混 合 法是 将 组 成 复 合 粉 体 的 粉 末 进行 混合 、 球 磨 ，然后再 进 行 烧 结 。该 方 法 直 接 、简便 ，但 不 能 保 证 多相 组分 的均 匀 分散 。
目前 ，提 高 氧化 铝 陶瓷断 裂韧 性有 许 多途 径 ，主要 有 ：应力 诱导 相 变增 韧 、相 变 诱 发 微 裂 纹 增 韧 、表 面 诱 发强 韧化 和微 裂 纹 分 叉 增 韧 等 。在 实 际 材 料 中，究 竟 何种 机 制起 主导 作用 ，在 很 大程 度 上 取 决 于 四方 相 氧 化锆 （ｔｍＺｒＯ ）向单 斜相 氧 化 锆 （ｍ—ＺｒＯ ）马 氏体 生 的部 位 。 ２．１ 应 力诱 导相 变增 韧
氧化 锆增 韧 氧化 铝 陶瓷复 合 粉体 的制 备工 艺有 混 合法 、溶胶 一凝胶 法 、共 沉 淀法 和 沉淀包 裹 法 等不 同方 法 。其 中的关 键 是 ，既 要 保 证 ＺｒＯ 的颗 粒 细 度 小 且 颗粒 度分 布 范 围 窄 ；又 要 保 证 ＺｒＯ 的 均 匀 分 散 ，使 Ａｌ ０。颗粒 能够 包裹 ＺｒＯ ，以产生 良好 的增 韧效 果 。 ３．１ ＺｒＯ。／Ａｌ：Ｏ。复 合粉 体 的制 备
定 性 ，是 目前应 用 非 常 广 泛 的 陶 瓷材 料 之 一 。但 其 断 裂 韧 性较 低 ，一般 为 ２．５～４．５ ＭＰａ·ｍ，严 重地 限制 了 它在 更广 泛领 域 中 的应 用 ，从 而 增 强 氧 化 铝 陶瓷 断 裂 韧 性 成 了当前 研究 的热 点 之一 。
氧化 锆 增 韧 氧 化 铝 （ＺｉｒｃｏｎｉａＴｏｕｇｈｅｎｅｄ Ａｌｕｍｉ— ｎｕｍ ，ＺＴＡ）陶 瓷 材 料 ，它 是 在 氧 化 铝 母 相 基 质 中 引 入 一 定 量 的 相 变 材 料 氧 化 锆 所 形 成 的 一 种 复 相 精 细 陶 瓷 材料 。由于 氧化 铝 的硬度 大 、氧化 锆 的韧性 好 ，这两 种 材料 形成 了高强 度 、高 韧性 的优 异 复合 体 ，在常 温下 具 有更 高 的抗折 强 度 和断 裂 韧 性 ，因而 具 有 出色 的耐 磨 性能 。因此这 种 复相 陶瓷 材料 既具 有 氧化 锆 陶瓷高 韧 和高 强度 的特性 ，又具 有 氧化 铝 陶瓷高 硬度 的优 点 ，而 且 随着这 种综 合 力学 性 能 的提 高 ，其 耐 磨 性 也 得 到 了 较大 的提高 。 ２ 氧 化 锆 增 韧 氧 化 铝 陶 瓷 的 增 韧 机 理
玻璃陶瓷复合材料的制备及其性能研究
玻璃陶瓷复合材料的制备及其性能研究在如今的科技发展日新月异的时代，为了适应不断变化的需求，各种材料都在不断被研发和推广。
其中，玻璃陶瓷复合材料作为一种新型材料已经逐渐应用到生产和实践中。
本文将从制备和性能两个方面来探讨玻璃陶瓷复合材料。
一、制备玻璃陶瓷复合材料是由玻璃、氧化铝和氧化锆等陶瓷颗粒组成的。
其制备过程主要包括粉末的制备和成型工艺两个步骤。
1.粉末的制备粉末的制备过程是制备玻璃陶瓷复合材料的关键。
通常，选择合适的原材料是制备成功的前提。
同时，为了得到稳定的粉末体系，在实际生产中，常使用理化方法、凝胶法、水热法等多种方法进行粉末的制备。
（1）理化法利用相应的化学原理，制备合适的物质进行处理，得到所需的材料粉末。
例如，利用水热合成路易斯酸和碱的离子反应制备铝氧体和锆氧体的粉末。
（2）凝胶法在凝胶法中，将氧化铝和氧化锆悬浊液加入可以生成凝胶的化学物质（如硝酸铝、氯化锆、硝酸铅等）中制备所需的粉末。
（3）水热法在水热法中，将氧化铝和氧化锆的混合物加入含有相应化学物质的水溶液中。
在设定好的温度和时间条件下，得到所需要的粉末。
2.成型工艺从制备材料的角度分析，研究制备材料的成型方法的优化是非常必要且重要的。
常用的成型方法包括：压制、注射成型、挤压成型、模压和3D打印等。
（1）压制制备过程中，将所需的粉末压缩成固体，之后再通过烧结和高温处理得到所需的终产品。
（2）注射成型在注射成型中，将粉末混合物加入注射机中，通过注射器将混合物注入一个模具中，依靠模具的形状来进行成型。
（3）挤压成型在挤压成型中，将粉末混合物通过挤压机挤压成形，依靠挤压机的压力来进行成型。
（4）模压在模压中，将粉末混合物压入一个模具中进行成型，通过模具的形状来进行成型。
（5）3D打印使用3D打印技术可以制造出复杂的玻璃陶瓷复合材料件。
只要在计算机上进行设计，并且设置好对应的参数，就可以通过机器进行制造。
二、性能1.物理性能玻璃陶瓷复合材料的物理性能主要包括机械性能、热膨胀系数、热导率、热稳定性等方面。
精细陶瓷的制造工艺
精细陶瓷的制造工艺
精细陶瓷的制造工艺可以分为以下几个步骤：
1.原料准备：选择合适的陶瓷原料，如氧化铝、氧化锆等，并根据产品要求进行粉末制备和筛分，确保原料的均匀性和纯度。
2.成型：根据产品设计要求，将粉末制成坯体，常用的成型方法包括注射成型、压制成型、挤出成型等。
在成型过程中，需要控制压力、温度和湿度等参数，以获得均匀的坯体。
3.干燥：将成型后的坯体进行干燥处理，去除其中的水分，通常采用自然干燥或烘干的方法。
干燥的速度和温度需要控制，以避免出现开裂等问题。
4.烧结：将干燥后的坯体进行高温烧结，使其结晶并形成致密的结构。
烧结温度和时间根据不同的陶瓷材料和产品要求有所不同。
5.表面处理：对烧结后的陶瓷进行表面处理，包括抛光、研磨、涂层等。
这些处理能够提高陶瓷的光泽度和平整度，并增加其表面强度。
6.质量检验：对成品进行质量检验，包括外观检查、尺寸测量、力学性能测试等。
只有通过检验的产品才能出厂销售。
7.包装和运输：对合格的陶瓷产品进行包装，通常使用防震包装材料，以保证产品的安全运输和储存。
以上是精细陶瓷的一般制造工艺流程，不同的精细陶瓷产品可能会有一些特殊的工艺步骤，例如注浆、胶结等。
这些工艺步骤的目的都是为了获得高品质的陶瓷产品。
氧化铝和氧化锆
氧化铝和氧化锆氧化铝和氧化锆是两种常见的无机化合物，它们在工业生产和科学研究中有着广泛的应用。
本文将分别介绍氧化铝和氧化锆的特性、制备方法、物理化学性质以及应用领域。
一、氧化铝1. 特性：氧化铝，化学式为Al2O3，是一种白色结晶性粉末，具有高熔点、高硬度和优良的绝缘性能。
它在自然界中以矾土矿石的形式存在。
2. 制备方法：氧化铝可以通过多种方法制备，常见的方法有热分解法、溶胶-凝胶法和氢氧化铝烧结法。
其中，热分解法是最常用的制备方法之一，通过加热铝盐类化合物使其分解生成氧化铝。
3. 物理化学性质：氧化铝具有高熔点（约2050℃）、高硬度和优良的绝缘性能。
它是一种无毒、无味、无臭的化合物，不溶于水和酸，但可以与碱反应生成相应的盐类。
氧化铝具有良好的耐热性、耐腐蚀性和耐磨性，因此在工业中被广泛应用。
4. 应用领域：氧化铝具有很多重要的应用领域。
首先，它是制备金属铝的重要原料，在铝电解和铝冶炼过程中起着重要作用。
其次，氧化铝是一种优良的绝缘材料，广泛应用于电子、电气和通信领域。
此外，氧化铝还可以用作催化剂、填料和耐火材料等。
二、氧化锆1. 特性：氧化锆，化学式为ZrO2，是一种白色结晶性粉末，具有高熔点、高硬度和优良的化学稳定性。
它在自然界中主要以锆石的形式存在。
2. 制备方法：氧化锆可以通过多种方法制备，常见的方法有煅烧法、水热法和溶胶-凝胶法。
其中，煅烧法是最常用的制备方法之一，通过高温处理锆矿石或锆化合物使其转化为氧化锆。
3. 物理化学性质：氧化锆具有高熔点（约2700℃）、高硬度和优良的化学稳定性。
它是一种无毒、无味、无臭的化合物，不溶于水和大多数溶剂。
氧化锆具有良好的耐热性、耐腐蚀性和耐磨性，因此在工业中有广泛应用。
4. 应用领域：氧化锆具有很多重要的应用领域。
首先，它是制备金属锆的重要原料，在核能、航空航天等高技术领域有广泛应用。
其次，氧化锆是一种优良的结构陶瓷材料，广泛应用于陶瓷制品、磨料和涂料等。
合成陶瓷流程
合成陶瓷流程陶瓷是一种重要的材料，广泛应用于建筑、家居、工业等领域。
而合成陶瓷则是指通过化学合成的方法制备出的陶瓷材料，相比传统的陶瓷具有更高的强度、硬度和耐磨性。
下面将介绍合成陶瓷的制备流程。
一、原料准备合成陶瓷的主要原料包括粉状氧化物和添加剂。
常用的粉状氧化物有氧化铝、氧化锆、氧化硅等，而添加剂则可以根据需要选择，如稳定剂、增湿剂、增粘剂等。
这些原料需要经过精细研磨和筛分，以确保粒度分布均匀。
二、混合和制粒将粉状氧化物和添加剂按照一定比例混合，并加入适量的溶剂。
然后通过搅拌、研磨等方式，使原料充分混合均匀。
接下来，将混合物制成颗粒状，常用的方法有干法制粒和湿法制粒。
干法制粒主要是通过机械压制，而湿法制粒则是将混合物加入溶剂中，形成浆料后通过喷雾干燥或离心制粒等方法制得颗粒。
三、成型成型是合成陶瓷制备过程中的关键步骤。
常用的成型方法有压制成型、注塑成型和挤出成型等。
压制成型是将颗粒状的原料放入模具中，通过机械压力使其成型。
注塑成型则是将浆料注入注塑机中，通过模具挤出成型。
挤出成型是将浆料放入挤出机中，通过挤压使其成型。
这些成型方法都可以根据需要制备出不同形状的陶瓷制品。
四、干燥成型后的陶瓷制品需要进行干燥，以去除其中的水分。
常用的干燥方法有自然干燥和热风干燥。
自然干燥是将成型的陶瓷制品放置在通风良好的环境中，通过自然风力使其逐渐干燥。
热风干燥则是通过加热设备将热风送入干燥室，加快陶瓷制品的干燥速度。
五、烧结烧结是合成陶瓷制备的最后一步，也是最关键的一步。
烧结过程中，陶瓷制品在高温下发生物理和化学变化，颗粒之间会相互融合，形成致密的结构。
常用的烧结方式有氧化烧结和非氧化烧结。
氧化烧结是将陶瓷制品放入高温炉中，通过氧化反应使其烧结。
非氧化烧结则是在无氧或低氧气氛下进行烧结，常用的方法有热压烧结和微波烧结等。
六、表面处理经过烧结后的陶瓷制品需要进行表面处理，以提高其外观质量和性能。
常用的表面处理方法有抛光、喷涂、电镀等。
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氧化铝-氧化锆陶瓷
• 由于这两种陶瓷具有良好的化学和物理相容性，
因此，利用氧化锆和氧化铝复合，相互之间可以 取长补短。往氧化铝基质中添加氧化锆来提高氧 化铝的韧性，这样的复相陶瓷被称为 ZTA(zirconia-toughened alunina)；反之，则称为 ADZ(alumina-dispersed zirconia)。
轴芯全面采用3nm氧化锆
• 生物应用：研究表明, 氧化锆在人体口腔中无过敏现
象, 在合理设计的前提下, 可保证使用50年依然坚固.
氧化锆可以用于几乎所有的义齿设计中, 它使牙桥制 做的长度不再有限制- 无论是螺栓固定式或粘接式。 它 也是用于种植牙技术的最好材料。实际上, 氧化锆 全瓷牙已不再是单纯的义意上的义齿, 它更适用于人
Al2O3陶瓷的低温烧结工艺
• • • • • • 液相烧结 热等静压烧结法 微波加热烧结法 热压烧结 微波等离子体烧结 放电等离子烧结
Al2O3陶瓷的性能和应用
• 氧化铝陶瓷的用途是十分广泛的，根据氧化 铝含量不同，其性能不同，用途也各有差异。 • 机械强度高：氧化铝烧结后的抗弯强度可达 250MPa,热压产品可达500MPa。氧化铝的成分 愈纯，强度愈高。强度在高温下可维持到
轴承等。用A12O3陶瓷刀具加工汽车发动机和飞机零 件时，可以以高的切削速度获得高的精度。
• 熔点高，抗腐蚀：氧化铝的熔点为2050℃，
能较好地抵抗一些熔融金属的侵蚀，可用作
耐火材料、炉管，热电偶保护套等。
• 化学稳定性好： 许多复合的硫化物、磷化物、 砷化物、氯化物、溴化物、碘化物、氧化物 以及硫酸、盐酸、硝酸、氢氟酸不与A12O3作 用。因此A12O3可以制备人体关节、人工骨等 生物陶瓷材料。
们对美的越来越高的追求!
氧化锆: 坚如钢,白如雪!
• 个人用品：氧化锆陶瓷耐磨性好，硬度高，可以抛光
且外观美观，因此 可作为手表带、表壳及其他装饰
部件。陶瓷表源于瑞士雷达表，后来国内有优尼克、 潮州三环和北京建材院下属公司等一些企业开始生产。 目前主要生产表带，以黑和白为主，蓝、金和红等其
他颜色也已开发出来，制备工艺以热压铸和干压为主。
氧化锆陶瓷
• 纯净的ZrO2为白色粉末，含有杂质时略带黄色或灰色。 氧化锆有三种晶相，分别为单斜晶相、四方晶相和 立方晶相，三者之间的转变关系如下：
• 单斜ZrO2转变为四方ZrO2会产生7－8%的体积收缩， 而逆向转变则会有相应的体积膨胀，实际生产过程 中一般采用添加稳定剂（CaO、MgO、Y2O3、CeO2）的 方法来制备氧锆陶瓷材料。 • 由于它的一些良好的性能(如它的断裂韧性高于氧化 铝陶瓷)，因而越来越受到人们的重视。
900℃。利用氧化铝陶瓷的这一性质可以制成
装置瓷和其他机械构件。
• 电阻率高，电绝缘性好：氧化铝的常温电阻率约为 1015Ω· cm，绝缘强度15Kv/mm，利用其绝缘性和强度 可制成各种基板、管座、火花塞和电路外壳等 • 硬度高： 莫氏硬度为9，加上优良的抗磨损性，所以
广泛地用以制造刀具、磨轮、磨料、拉丝模、挤压模、
常重要，部件大，成品率对成本影响很大。
• 陶瓷轴承：在陶瓷轴承方面，氧化锆陶瓷相对于氮化 硅陶瓷并不是最好，其主要优势是成本较低。可用于
抗腐蚀、避免污染的场合，如食品工业等。另外一个
领域就是新开发的陶瓷风扇，这大大拓展了氧化锆陶 瓷轴承的应用空间。富士通公司首先推出了陶瓷轴承
风扇，获得了较好的市场响应。
将氧化铝陶瓷主要特性和主要用途一对应并连线
主要特性 高熔点 高硬度 可制成透明陶瓷 无毒、不溶于水，强度高 主要用途 刚玉球磨机 高压钠灯的灯管 坩埚 水龙头阀门芯
氧化铝陶瓷的不足
• 氧化铝陶瓷材料的脆性极大地限制了它的推 广应用!为了减小脆性，除了采用先进的制备 工艺外，人们研究了许多增韧的手段。 • ZrO2相变增韧、纳米技术增韧、晶须和纤维增 韧、颗粒弥散增韧、复合增韧、表面改性增 韧等。
• 切割应用：在特定的切割应用中， Y－TZP占据了一 定的市场份额，特别是对一些韧性和强度要求不是很 高的场合， Y－TZP刀具得到了极大的发展。例如光 纤剪刀、切纸刀、民用刀具和理发推剪等。其中发展 比较成功的是京瓷的民用刀具，经过近十年的发展已 经成为一个国际品牌。
• 阀类应用：这类应用市场范围广泛。最典型的产品是 氧化锆水阀片。氧化锆主要用于制作油田和化工行业 中用的球阀等。国内有深圳南玻等厂商在生产。工艺 路线主要采用等静压工艺。这类产品加工和成品率非
2014年本科生大型综合实验 氧化铝-氧化锆陶瓷的制备
指导教师：梁小平 教授 李建新 教授
一、实验背景
（一）氧化铝陶瓷 （二）氧化锆陶瓷 （三）氧化铝-氧化锆陶瓷
氧化铝陶瓷
•氧化铝有 α （刚玉型）、 β 、 γ 、 δ 等 11 种变体，其中主
要是 α 、 γ 两种晶型，而且只有一种热力学稳定相，即 α 氧化铝。而 β 氧化铝是含碱的铝酸盐 (R 2 O · 11Al 2 O 3 或 RO· 6Al2O3)。它们的结构各不相同。 •α氧化铝俗称刚玉，熔点高，硬度大，耐化学腐蚀，优 良的介电性，是氧化铝各种型态中最稳定的晶型，也是 自然界中唯一存在的氧化铝的晶型。
ZrO2陶瓷增韧机制
• 氧化锆增韧机制有多种: 相变增韧
微裂纹增韧
弥散增韧
氧化锆陶瓷性质与应用
Y-TZP陶瓷由于具有良好的性能，因此在很多领 域都有广泛的应用。 •磨介：Y－TZP相对于锆珠、氧化铝球、玻璃球和钢球
而言，其耐磨性最好，目前正逐步取代其他磨介，在涂 料等行业中广泛应用。用量最大的就是磨球，国内主要 有深圳南玻等厂商在生产。工艺路线为干压和等静压成 形工艺，以等静压工艺为主。磨介市场非常广阔，虽然 普通的磨球市场已经饱合，但是各种研磨罐、搅拌磨中 的磨盘和磨头等由于制备工艺相对复杂，仍主要以国外 产品为主。
少量钛（Ti）和铁（Fe） 杂质所致；
红色来自铬(Cr)
Al2O3陶瓷的成型
• 氧化铝陶瓷成型的方法有许多种，依产品的形
状、大小、复杂性与精度等要求选用合适的成
型方式。最常用的方法有干压法成型、注浆成 型、挤压成型、冷等静压法成型（CIP),注射成 型、流延成型、热压成型与热等静压成型(HIP) 以及近几年来新开发的压滤成型、凝胶注成型、 固体自由成型制造技术等。