專利名稱：涂布法制備氧化鋯陶瓷刀的方法
技術領域：
本發明涉及電子陶瓷技術領域，具體涉及一種用涂布法制備氧化鋯陶瓷刀的方法。
背景技術：
陶瓷刀已經廣泛在歐美日等國家使用，由于當前制作陶瓷刀的工藝主要采用干壓、等靜壓、注塑、或者凝膠注的方法成型，由于氧化鋯是納米級粉體，采用傳統成型的方法容易產生坯體密度分布不均勻，排氣不良從而導致燒結后的產品變形嚴重，內部氣孔率高，從而產生容易斷裂，強度下降等缺陷，由于內部晶體結構疏松，導致加工后刀刃鋒利度差，同時傳統方法制備陶瓷刀的厚度在I. 6 3. 0mm，該厚度大，用的原料多，笨重且不環保。
發明內容
有鑒于此，有必要針對背景技術提到的問題，提供一種內部結構均勻、氣孔少、抗彎強度高、斷裂韌性好、加工后刀刃鋒利，厚度小，使用輕便的涂布法制備氧化鋯陶瓷刀的方法。本發明是通過以下技術方案實現的
一種涂布法制備氧化鋯陶瓷刀的方法，其包括以下步驟
提供質量百分比為55飛8%的氧化鋯陶瓷粉、質量百分比為If 30%的有機溶劑、質量百分比為0. 6 2. 1%的分散劑、質量百分比為4. 0 7. 0%的粘結劑、質量百分比為3. 0 7. 0%的增塑劑；
將所述分散劑、20%質量的所述有機溶劑及所述氧化鋯陶瓷粉放入球磨機內球磨6-24小時；然后將所述粘結劑、增塑劑及另外的80質量的所述有機溶劑加入至所述球磨機內球磨24-48小時；制備好的漿料在真空條件下脫泡，同時攪拌達到1000(T20000mpS后得到可涂布成型用的漿料；
將所述漿料流入傳統流延成型機，制成厚度0. 2^2. Omm的生坯，再經過模具沖切、12 30小時的低溫排膠、12 24小時的130(Tl500°C的高溫燒結后得到氧化鋯刀。所述氧化鋯陶瓷粉中含有穩定劑，其為3%mol的氧化釔。所述有機溶劑采用二元共沸混合有機溶劑體系，如異丙醇和乙酸乙酯，兩者質量比是1:3 ;或者是乙醇和丁酮的混合物，兩者質量比是46:54。此體系可提供良好的溶解特性，具有良好的化學穩定性，不與粉料發生化學反應，同時制備的漿料無毒，成本低。所述分散劑采用兩種陶瓷分散劑，如蓖麻油和聚羧酸，兩者質量比例是疒3:1 ;由于兩者的分散性能不同，兩種分散劑為成型工藝提供穩定的性能具有重要意義。所述粘結劑采用兩種粘結劑分子鏈長和分子鏈短的兩種不同的聚乙烯醇縮丁醛(PVB)，其均為美國首諾公司生產，兩者質量比例是f 3:1 ;兩種粘結劑使用優化漿料黏度，流動性，增強坯體強度和粘接性等。
所述增塑劑采用兩種增塑劑鄰苯二甲酸二丁酯(DBP)和聚乙二醇(PEG)，兩者質量比=廣I. 5 1 ;實驗證明兩種增塑劑制備的坯帶不易開裂、柔韌性適中。制成生坯后，可采用溫等靜壓的方式保證其平整度，具體工藝是，將生坯放在平整模具中并裝入薄膜袋，在-0. IMpa的真空下塑封，放入等靜壓機，在6(T70°C的溫度下，以l(T25Mpa壓力均勻壓制生坯，冷卻后再取出，使生坯密度各向趨于均勻，從而保證燒結后氧化鋯陶瓷刀的平整度；同時也可以采用多層疊加等靜壓成型來得到較厚的氧化鋯陶瓷刀。所述模具沖切和低溫排膠具體包括將經過上述處理的生坯通過切刀切成帶狀卷 取，放入陳腐庫陳腐24小時以上，經過沖壓、切斷制成需要的尺寸規格，再41片疊加后放入低溫排膠爐內，以5 10°C /分鐘的速度排膠，緩慢分解配方中加入的分散劑、粘結劑、增塑劑等，排膠需要的時間與生坯的尺寸成正比。所述高溫燒結具體包括將低溫排膠后的生坯再放入推板式電爐內，以3飛。C /分鐘的速度升溫，在135(T150(TC保溫2飛小時后自然降溫得到氧化鋯陶瓷刀坯。一種具體的實施方法是
提供以下原料混合物
直徑為0. r3. Oum的含有3%mol Y2O3穩定劑的氧化鋯粉料1000 kg、由質量比為1:3的異丙醇和乙酸乙酯組成的有機溶劑385kg、由質量比為1:1的蓖麻油和聚羧酸組成的分散劑30kg、由質量比為I: I的PVB—長鏈和PVB-短鏈組成的粘結劑75kg、由質量比為I: I的PVB-長鏈和PVB-短鏈組成的粘結劑75kg、由質量比為I. 5:1的DBP和PEG組成的增塑劑48kg ；
將所述分散劑與20%質量的所述有機溶劑加入到球磨機與所述氧化鋯粉料一起球磨18小時；將所述粘結劑、所述增塑劑及另外80%質量的有機溶劑加入到球磨機內球磨48小時制成漿料；將所述漿料置于真空條件下脫泡，同時攪拌達到30000mps后得到可涂布成型用的漿料；
然后，將所述可涂布成型用的漿料注入一流延成型機，將刮刀與膜帶間距調整為
3.2mm，漿料液面與膜帶高度差為50mm，刮刀與膜帶相對速度調整為0. 35m/min,在溫度6(T120°C的熱風干燥后得到厚度I. 5mm的生坯，再經過模具沖切，以15Mpa的壓力下得到生坯，經過12小時的低溫排膠，30小時的1400°C的高溫燒結后得到厚度I. 2mm的氧化鋯陶瓷刀。與現有技術相比，本發明具備如下優點采用本發明的方法制備的氧化鋯陶瓷刀內部結構均勻，氣孔極少，抗彎強度高，斷裂韌性好，加工后刀刃鋒利，使用輕便，同時在滿足用戶使用條件下可以減少厚度做到0. 2^1. 4mm,即用更少的材料制備陶瓷刀，達到環保目的。
權利要求
1.一種涂布法制備氧化鋯陶瓷刀的方法，其特征在于包括以下步驟 提供質量百分比為55飛8%的氧化鋯陶瓷粉、質量百分比為If 30%的有機溶劑、質量百分比為0. 6 2. 1%的分散劑、質量百分比為4. 0 7. 0%的粘結劑、質量百分比為3. 0 7. 0%的增塑劑； 將所述分散劑、20%質量的所述有機溶劑及所述氧化鋯陶瓷粉放入球磨機內球磨6-24小時；然后將所述粘結劑、增塑劑及另外的80質量的所述有機溶劑加入至所述球磨機內球磨24-48小時；制備好的漿料在真空條件下脫泡，同時攪拌達到1000(T20000mpS后得到可涂布成型用的漿料； 將所述漿料流入傳統流延成型機，制成厚度0. 2^2. Omm的生坯，再經過模具沖切、12 30小時的低溫排膠、12 24小時的130(Tl500°C的高溫燒結后得到氧化鋯刀。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述氧化鋯陶瓷粉中含有3%mol氧化釔穩定劑。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述有機溶劑采用二元共沸混合有機溶劑體系，其包括異丙醇和乙酸乙酯，兩者質量比是1:3 ;或者是乙醇和丁酮的混合物，兩者質量比是46:54。
4.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述分散劑包括蓖麻油和聚羧酸，兩者質量比例是疒3: I。
5.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述粘結劑包括分子鏈長和分子鏈短的兩種不同的聚乙烯醇縮丁醛，兩者質量比例是廣3:1。
6.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述增塑劑包括鄰苯二甲酸二丁酯和聚乙二醇，兩者質量比=1 I. 5 :1。
7.根據權利要求I至6任一所述的方法，其特征在于，制成生坯后，模具沖切之前，采用溫等靜壓的方式保證生坯平整度，具體工藝是，將生坯放在平整模具中并裝入薄膜袋，在-0. IMpa的真空下塑封，放入等靜壓機，在6(T70°C的溫度下，以l(T25Mpa壓力均勻壓制生坯，冷卻后再取出，使生坯密度各向趨于均勻，從而保證燒結后氧化鋯陶瓷刀的平整度。
8.根據權利要求7所述的方法，其特征在于，所述模具沖切和低溫排膠具體包括將經過處理的生坯通過切刀切成帶狀卷取，放入陳腐庫陳腐24小時以上，經過沖壓、切斷制成需要的尺寸規格，再41片疊加后放入低溫排膠爐內，以5 10°C /分鐘的速度排膠，緩慢分解配方中加入的分散劑、粘結劑、增塑劑等，排膠需要的時間與生坯的尺寸成正比。
9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述高溫燒結具體包括將低溫排膠后的生坯再放入推板式電爐內，以3飛。C /分鐘的速度升溫，在135(Tl50(rC保溫2飛小時后自然降溫得到氧化鋯陶瓷刀坯。
10.一種涂布法制備3Y氧化鋯陶瓷刀的方法，其特征在于包括以下步驟 提供以下原料混合物 直徑為0. r3. Oum的含有3%mol Y2O3穩定劑的氧化鋯粉料1000 kg、由質量比為1:3的異丙醇和乙酸乙酯組成或質量比為46:54的乙醇和丁酮組成的有機溶劑385kg、由質量比為I: I的蓖麻油和聚羧酸組成的分散劑30kg、由質量比為I: I的PVB—長鏈和PVB-短鏈組成的粘結劑75kg、由質量比為I: I的PVB—長鏈和PVB-短鏈組成的粘結劑75kg、由質量比為I. 5:1的DBP和PEG組成的增塑劑48kg ；將所述分散劑與20%質量的所述有機溶劑加入到球磨機與所述氧化鋯粉料一起球磨18小時；將所述粘結劑、所述增塑劑及另外80%質量的有機溶劑加入到球磨機內球磨48小時制成漿料；將所述漿料置于真空條件下脫泡，同時攪拌達到30000mps后得到可涂布成型用的漿料； 然后，將所述可涂布成型用的漿料注入一流延成型機，將刮刀與膜帶間距調整為·3.2mm,漿料液面與膜帶高度差為50mm，刮刀與膜帶相對速度調整為0. 35m/min,在溫度·6(T120°C的熱風干燥后得到厚度I. 5mm的生坯，再經過模具沖切，以15Mpa的壓力下得到生坯，經過12小時的低溫排膠，30小時的1400°C的高溫燒結后得到厚度I. 2mm的氧化鋯陶瓷刀。
全文摘要
本發明提供一種涂布法制備氧化鋯陶瓷刀的方法，包括提供質量百分比為55~68%的氧化鋯陶瓷粉、質量百分比為18~30%的有機溶劑、質量百分比為0.6~2.1%的分散劑、質量百分比為4.0~7.0%的粘結劑、質量百分比為3.0~7.0%的增塑劑；有機溶劑采用二元共沸混合有機溶劑體系，如異丙醇和乙酸乙酯的混合物，或乙醇與丁酮的混合物；分散劑采用兩種陶瓷分散劑，如蓖麻油和聚羧酸的混合物；粘結劑采用兩種粘結劑分子鏈長和分子鏈短的兩種不同的PVB；增塑劑采用兩種增塑劑DBP和PEG。采用本發明的方法制備的氧化鋯陶瓷刀內部結構均勻，氣孔極少，抗彎強度高，斷裂韌性好，厚度可以減小到0.2~1.4mm。
文檔編號C04B35/48GK102701748SQ20121022931
公開日2012年10月3日 申請日期2012年7月4日 優先權日2012年7月4日
發明者劉詩雨 申請人:珠海微晶新材料科技有限公司