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氧化锆及其复合氧化物具有良好的物理性能和化学性能,氧化锆基陶瓷材料在很多高新技术产业方面广泛应用,对材料的性能要求越来越高。因此,开发新的制备技术也越来越受到重视。本研究从工业化和环保的角度来开发氧化锆基陶瓷材料的制备技术,并取得很好的效果。 本文使用价格低廉的原料、简单的工艺和简易的设备,固相法制备出氧化锆基陶瓷粉体的前驱体,通过前驱体分解得到氧化锆基陶瓷粉体,并在此基础上,利用干压成型和无压烧结对所制备的粉体进行烧结,探讨烧结工艺。 以氯氧化锆、草酸钠、氯化钇和碳酸铈为原料,经机械研磨、过滤、干燥和煅烧等工序,制备出超细氧化锆、氧化钇和氧化铈等高纯度的粉体,粒度均在10—30nm之间,分散性良好。氧化钇和氧化铈的制备仅仅为后续研究做可行性分析提供依据。纯的氧化锆粉体的晶相随温度变化很明显。 以上述物质为原料,经共结晶、机械研磨、过滤、干燥和煅烧等工序,制备出氧化钇稳定氧化锆粉体和铈锆固溶体,粉体粒度均在10~50nm之间,分散性良好。氧化钇的引入对氧化锆晶相的稳定作用,对不同比例的铈锆复合氧化物的晶相进行了分析,不同铈锆比,得到不同晶相的复合氧化物。 对比了三种陶瓷烧结体的性能,研究发现,纯的氧化锆粉体烧结所需温度较高,且烧结密度相对较小,粉体干压不易成型,烧结体易断裂,晶粒发生分裂,不适合制备成型材料。氧化锆引入氧化钇能很好的改善的材料的烧结,晶相随温度变化不大,烧结温度也较低。铈锆复合氧化物粉体的烧结性能最好,烧结温度最低,烧结密度最大,这与二者的晶格常数有关。