氧化锆增韧氧化铝ZAT材料制备工艺

上文科众陶瓷厂给大家介绍了ZAT陶瓷的增韧机理，了解了氧化锆陶瓷是如何在氧化铝中起到增韧作用的，下面科众陶瓷厂继续给大家介绍一下ZAT陶瓷的制备工艺。

ZTA陶瓷材料的制备工艺：

ZTA陶瓷的制备工艺主要包括ZrO2/Al2O3复合粉体的制备、坯体成型及烧结等工序。为了制备性能优异ZTA陶瓷，获得优质的ZrO2/Al2O3复合粉体是重要前提。ZTA复合粉体的制备工艺有混合法、溶胶-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ZrO2的颗粒细度小且颗粒度分布范围窄；又要保证ZrO2的均匀分散，使Al2O3颗粒包裹ZrO2，以产生良好的增韧效果。

ZAT陶瓷比一般的氧化铝陶瓷更加耐磨耐高温，在进行完制备烧结后同样可用于陶瓷加工，可加工成ZAT陶瓷棒，ZAT陶瓷片等。
 

2.1 ZrO2/Al2O3复合粉体的制备

(a)混合法
 

混合法有机械混合法、多相悬浮液混合法、溶胶-悬浮液混合法等。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。该法直接、简便，但不能保证多相组分的均匀分散。

多相悬浮分散混合工艺是通过添加分散剂、调整pH值，先分别制备各组元充分分散的单相稳定悬浮液，然后找出各相颗粒均能良好分散的混合悬浮条件，将各单相悬浮液混合，再通过找出共同的絮凝条件可以制备均匀混合的粉体。研究多相固体共同悬浮、共同絮凝的条件，其工作难度较大。
 

纳米溶胶的悬浮不受液体pH值的影响，极大的方便了与其它悬浮液的均匀混合，当两种液体的固相含量均较高时，可搅拌加热或气流干燥，以获得混合较好的纳米复相陶瓷。
 

(b)溶胶-凝胶法
 

溶胶-凝胶法是指有机或者无机的锆（铝）盐在溶液中均匀混合，然后经历水解、聚合反应会生成透明的溶胶体系，所得溶胶经过老化、聚合形成凝胶，最后凝胶经过干燥、锻烧等步骤得到ZrO2/Al2O3纳米复合粉体，这种方式可以使ZrO2在Al2O3中达到良好的分散。

溶胶-凝胶法制备ZTA粉体工艺流程

(c)共沉淀法
 

共沉淀法就是利用碱性溶液做沉淀剂，将一定质量的锆盐和铝盐溶解在水或者乙醇中作为反应液，将两种溶液混合制备出ZrO2/Al2O3的前驱体沉淀，然后经过过滤、洗涤、干燥及锻烧等步骤制备出ZrO2/Al2O3粉体。共沉淀法在沉淀剂溶液与盐溶液混合的时候存在两种不同的滴定方法，分别是将铝盐和锆盐的混合溶液滴定到沉淀剂中（共沉淀法）和将沉淀剂滴定到铝盐和锆盐的混合溶液中去（反共沉淀法），而这二者统称为共沉淀法。

但是因为共沉淀法容易造成铝离子和锆离子的分别沉淀，从而使两种前驱体沉淀分散的不均匀，因此目前提到的共沉淀法多反共沉淀法为主。沉淀法的优点是易于精确控制Al2O3与ZrO2的含量及ZrO2/Al2O3纳米复合粉体的组成，而且材料来源广泛、成本低、工艺简单等特点。缺点是沉淀在形成的过程中有多个步骤形成团聚，例如滴定速率过慢，沉淀形成后容易形成团聚，抽滤、洗剂过程当中容易造成团聚，干燥、锻烧过程中也容易发生团聚。这就为最终ZrO2/Al2O3粉体的性能造成了多个变量和危害。

共沉淀法制备ZTA粉体工艺流程