摘要
氧化锆陶瓷材料因其优异的耐高温、耐腐蚀、耐磨损及优良导电性能，广泛地应用于耐高温，耐磨等领域。为了进一步简化氧化锆陶瓷的制备工艺，针对传统干压成型制备过程中成本高、模具复杂等问题，本文探究了胶态成型工艺制备氧化锆陶瓷。因此，本课题以（亿）稳定氧化锆粉为原料，在传统干压工艺的研究基础上，通过对比研究了原位凝固工艺制备氧化锆陶瓷的方法，主要工作及结果如下： （1）采用干压法制备氧化锆陶瓷，探究氧化锆陶瓷的烧结温度，确定氧化锆陶瓷烧结温度为1500℃时，温度达到96.1％、抗弯强度达到~829MPa。随后，以3mol%Y2O3-ZrO2和Al2O3粉末为原料，采用机械混合，常压烧结的方法制备ZrO2基陶瓷复合材料，运用XRD，SEM等手段对材料的显微结构进行分析，运用致密度、抗弯强度、断裂韧性等手段对材料力学性能进行分析，研究不同烧结温度对不同含量的Al2O3第二相颗粒在ZrO2基体中的影响。结果表明，当烧结温度为1600℃、氧化铝添加量16wt.％时，Al2O3-ZrO2复相陶瓷力学性能能最优，致密度达到了96.4％，抗弯强度达到了~857MPa。 （2）利用原位凝固-凝胶注模工艺，提出天然无毒的植物大分子凝胶-卡拉胶制备氧化锆陶瓷的新思路。探究氧化锆浆料所需的分散剂及pH值。以添加量0.5wt.％的卡拉胶为胶凝剂，固含量为72.5wt.％，聚丙烯酸铵含量5wt.％作为分散剂，获得了粘度合适且固相含量较高的氧化锆浆料。通过干燥及高温烧结，得到致密度95.4％、抗弯强度达到~747MPa的氧化锆陶瓷。 （3）以氯化钙整合物为固化剂，提出一种水分蒸发与高价反离子协同作用的原位凝固-高价反离子工艺。该工艺与凝胶注模工艺最大的区别是，浆料凝固是在升温过程中进行的，导致水分的蒸发、pH值偏移释放出高价反离子以及粘度的增大，从而实现自凝固。研究浆料的工艺参数发现，分散剂含量0.2wt.％时，固化剂氧化钙螯合物的最佳添加量为5wt.％，作为pH调节剂二乙酸甘油酯的最佳添加量3wt.％。自固化的陶瓷生坯经烧结致密度达到96.3％，抗弯强度高达~862MPa。
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