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幾種彩色氧化鋯的制備工藝

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用鐠鋯黃色料制備淺黃色ZrO2陶瓷

使用表1工藝條件,以微米級ZrO2粉體為原料,鐠鋯黃色料為著色劑,若不添加任何助劑,這時制備的陶瓷只有較淺的黃色。色料加入量一定,隨著燒結溫度的提高,制品顏色變淺;在同一燒結溫度,隨著色料加入量的增加,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色劑。

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用偏釩酸銨制備黃色ZrO2陶瓷

改變著色劑為偏釩酸銨,其它制備條件同表1。以微米級ZrO2粉體為原料,偏釩酸銨為著色劑,若不添加任何助劑,這時制備的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異的力學性能。

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實驗結果,偏釩酸銨中的釩在高溫下固溶于ZrO2晶格中從而產生黃色。且在實驗中發現,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。

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用Cr2O3制備綠色ZrO2陶瓷

改變著色劑為Cr2O3制備綠色ZrO2陶瓷,其制備條件見表1。以微米級ZrO2粉體為原料,若不添加任何助劑,這時制備的ZrO2陶瓷無綠色出現。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。說明制品具有致密的顯微結構和優異的力學性能。

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,隨溫度升高,揮發加劇,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,因而使得制品具有鮮艷的綠色。


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上一篇:彩色氧化鋯的制備工藝2018-10-30
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