眾所周知，普通彩色陶瓷的制備一般是將色料或著(zhù)色劑加入到陶瓷坯體或釉料中，通過(guò)高溫燒成而獲得，此處所說(shuō)的高溫一般低于1300℃。而氧化鋯陶瓷的燒結溫度通常在1550~1650℃之間，這個(gè)溫度下，大多數的色料或著(zhù)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(zhù)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)小編就針對這個(gè)問(wèn)題來(lái)為大家詳細介紹下。

　　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(zhù)色劑、燒結助劑(Al2O3、SiO2等)按一定的比例配料，然后用行星球磨機球磨3h。造粒后，采用模壓成型制備素坯。干燥、燒結、精加工后得到制品，并進(jìn)行性能測試。

　　2、原料及工藝條件

　　采用2種3%摩爾分數Y2O3穩定的ZrO2粉體為要原料。一種為市售微米級ZrO2粉體，平均粒度1.23μm，記為M-ZrO2。另一種為納米級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、性能測試

　　用三點(diǎn)彎曲法測定材料的抗彎強度用維氏硬度儀測試樣品的維氏硬度;掃描電鏡觀(guān)察樣品的顯微結構;紫外-可見(jiàn)光譜儀分析樣品的顏色;耐腐蝕測試：對制備的彩色ZrO2陶瓷，用20%的鹽酸及氫氧化鈉溶液浸泡評價(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ZrO2粉體為原料，鐠鋯黃色料為著(zhù)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(zhù)燒結溫度的提高，制品顏色變淺;在同一燒結溫度，隨著(zhù)色料加入量的增加，顏色略有加深，但制品的強度和相對密度減小。若添加少量助劑，制品的燒結溫度可降低，并且在同樣的色料加入量下，添加燒結助劑使呈色更深、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(zhù)色劑。

　　2、用偏釩酸銨制備黃色ZrO2陶瓷

　　改變著(zhù)色劑為偏釩酸銨，其它制備條件同上。以微米級ZrO2粉體為原料，偏釩酸銨為著(zhù)色劑，若不添加任何助劑，這時(shí)制備的ZrO2陶瓷呈現深黃色，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助劑，在適當的條件下所得制品呈現純正鮮艷的深黃色。

　　在參考文獻的實(shí)驗條件下制備的氧化鋯陶瓷，制品在580nm 左右具有強烈的反射，制品的顏色純正鮮艷。從斷面的SEM照片看，制品見(jiàn)結構致密、晶粒細小均勻(500~700nm)。制品的硬度為14.76GPa,抗彎強度達到670MPa。制品具有致密的顯微結構和優(yōu)異的力學(xué)性能。

　　顯色機理：Alarcon等認為V4+固溶于ZrO2晶格中導致呈現黃色。根據文獻1實(shí)驗結果，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)驗中發(fā)現，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(zhù)色劑為Cr2O3制備綠色ZrO2陶瓷，其制備條件見(jiàn)表1。以微米級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。添加燒結助劑，制品僅呈現微弱的綠色。若采用納米ZrO2粉體為原料且添加燒結助劑，所得制品呈現純正鮮艷的綠色。

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

　　顯色機理：Manuel等認為Cr2O3與ZrO2及SiO2等反應形成ZrSiO4固溶體,從而呈現綠色。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和燒結溫度，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)適當的措施降低燒結溫度，其二是要添加合適的著(zhù)色劑及助劑抑制著(zhù)色劑的分解、揮發(fā)。