專利名稱：一種鋯玉及其制作方法
技術領域：
本發明涉及材料領域，尤其涉及一種鋯玉及其制作方法。
背景技術：
在工藝品、飾品以及寶器等加工領域，目前所涉及到的產品種類有石榴石、碧璽、橄欖石、貓眼、綠柱石、榍石、合成尖晶石、藍寶石、紫鋰輝石、水晶、鈀金、尖晶石、蛋白石、托瑪琳、鋰云母、人造水晶、青金石、木變石、合成寶石、黃玉、翡翠、人工寶石、陽石、天然水晶、變石、海藍寶石、貓眼石、金綠寶石、歐泊、水鉆、925銀、紫晶、鋯石、斜鋯石、緬甸玉石、東海水晶、茶晶等材料。其中，玉產品由于其質地瑩潤、形式繁多、以及特殊的文化價值，素有石中之王的美譽，故玉產品在市場上的需求量相當大，但是現有的玉產品的價格非常高，并且現有的玉產品不耐磨損、色彩也不夠豐富、硬度以及韌性都還有待提高，如何制造具有與玉的品質相媲美的鋯玉成為研究的熱點。
發明內容
鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種鋯玉及其制作方法，旨在解決現有玉產品不耐磨損、色彩也不夠豐富、硬度以及韌性不夠高的問題。本發明的技術方案如下
一種鋯玉，其中，按質量百分比計，包括Zr02+Hf02為89、5%、Y2O3為4. 5 5%、CeO2為O. 2 1%、Al2O3 為 O. Γ0. 8%, SiO2 為 O. Γθ. 3%, Fe2O3 為 O. 02 O. 3%, Pr6O11 為 O. OI O. 2%, CoO為O. 01 2%，其中，所述的HfO2為占鋯玉的質量百分比為0 10%。所述的鋯玉，其中，按質量百分比計，包括Zr02+Hf02為89、5%、Y203為4. 5%, CeO2為 O. 5 1%、Al2O3 為 O. Γ0. 2%, SiO2 為 O. Γθ. 3%, Fe2O3 為 O. 02 O. 3%, Pr6O11 為 O. 2%, CoO 為
O.01%，其中，所述的HfO2為占鋯玉的質量百分比為0 10%。所述的鋯玉，其中，按質量百分比計，包括Zr02+Hf02為89、5%、Y203為4. 5%, CeO2為 O. 5%、Al2O3 為 O. 4%、SiO2 為 O. Γθ. 3%、Fe2O3 為 O. 02%、Pr6O11 為 O. 01%、CoO 為 2%，其中，所述的HfO2為占鋯玉的質量百分比為(Γ10%。一種制作所述的鋯玉的方法，其中，包括步驟
按配方比例將鋯玉的原材料，進行壓實成型獲得產品坯體，并對產品坯體依次進行預燒結、外形修整、精雕車削、燒結及拋光處理獲得成品鋯玉。所述的制作方法，其中，所述預燒結處理的工藝為以1(T10(TC /小時的升溫速率升溫至預燒結溫度，并在預燒結溫度下保溫廣12小時。所述的制作方法，其中，所述預燒結溫度為80(Γ1100 。所述的制作方法，其中，所述燒結處理的工藝為以6(T30(TC/小時的升溫速率升溫至燒結溫度，并在燒結溫度下保溫廣4小時。所述的制作方法，其中，所述燒結溫度為135(Tl550°C。所述的制作方法，其中，所述精雕車削處理的工藝為根據所需成品的形狀及圖案要求，采用自動雕刻機按照預定的加工精度對產品坯體精雕車削。所述的制作方法，其中，所述拋光處理的工藝為采用滾動拋光機在轉速為200(T3000rpm，拋光時間為12 48小時的條件下對產品坯體進行拋光處理。有益效果本發明提供的鋯玉外形美觀、色彩豐富，并且采用自動雕刻機，可制得各種形狀的鋯玉，本發明配方的鋯玉，產品經過燒結以及雕琢后所產生的通透效果可與玉媲美，此外，本發明制備方法制備的鋯玉具有極強的硬度以及韌性，抗腐蝕性能強，不會受到各類酸堿的侵蝕。
具體實施例方式本發明提供一種鋯玉及其制作方法，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
本發明提供的鋯玉的主要成分，按質量百分比計，包括Zr02+Hf02為90、4. %、Y2O3 為 4. 5 5 %、Ce02S0. 2 1% 'Al2O3 為 O. Γθ. 8%、Si02S0. 10 0· 3%、Fe203 為 O. 02 0. 3%、Pr6011為O. ΟΓΟ. 2%、CoO為O. 01 2%，其中，所述的HfO2為占鋯玉的質量百分比為0 10%。在上述鋯玉組分中，還可包括一些其他的氧化物，含量< O. 2%。ZrO2，又稱氧化鋯，自然界中的氧化鋯礦物原料主要有斜鋯石和鋯英石，其具有高硬度、高強度、高韌性、高耐磨性及耐化學腐蝕性優良的性能，所以在許多領域也有廣泛的應用，例如陶瓷、耐火材料、機械、電子、光學、航空航天、生物、化學等等各種領域。HfO2，又稱二氧化鉿，其可用作耐火材料等產品中。Y2O3,又稱為三氧化二釔，是以中國白色略帶黃色粉末，不溶于水和堿。CeO2，又稱氧化鈰，其純品位白色重質粉末或立方體結晶，不純品位淺黃色深圳粉紅色至紅棕色，不溶于水和酸，可用作澄清劑、拋光粉等。Pr6O11,又稱為十一氧化六鐠，黑色粉末，不溶于水，可擁有磨料拋光、制作顏料、制作永磁體等等。CoO,易被一氧化碳還原成金屬鈷，高溫使容易與二氧化硅、氧化鋁或氧化鋅反應生成多種顏料。進一步，所述鋯玉按質量百分比計，包括Zr02+Hf02為89、5%、Y2O3為4. 5%、Ce02為 O. 5 I. 0%、Al2O3 為 O. Γθ. 2%、SiO2 為 O. 10 0· 3%、Fe2O3 為 O. 02 O. 3%、Pr6011 為 O. 20%、CoO為O. 01%,所述的HfO2為占鋯玉的質量百分比為(Γ10%。按照此配方制備得到的鋯玉為
黃色鋯玉。進一步，所述鋯玉按質量百分比計，包括Zr02+Hf02為89 95%、Y2O3為4. 5%、Ce02為 O. 5%,Al2O3 為 O. 4%, SiO2 為 O. Γθ. 3%,Fe2O3 為 O. 02%,Pr6O11 為 O. 01%,CoO 為 2%，所述的HfO2為占鋯玉的質量百分比為(Γ10%。按照此配方制備得到的鋯玉為藍色鋯玉。下面舉例說明本發明提供的較優選的鋯玉的配方，如下
實施例I
按質量百分比計，實施例I中的鋯玉包括Zr02+Hf02為94%、Y2O3為4. 5%, CeO2為O. 5%、Al2O3 為 O. 2%、SiO2 為 O. 1%、Fe2O3 為 O. 02%、Pr6O11 為 O. 20%、CoO 為 O. 4%。實施例2按質量百分比計，實施例2中的鋯玉包括Zr02+Hf02為92%、Y2O3為5%、Ce02為O. 8%、Al2O3 為 O. 2%、SiO2 為 O. 1%、Fe2O3 為 O. 02%、Pr6O11 為 O. 20%、CoO 為 I. 5%。實施例3
按質量百分比計，實施例3中的鋯玉包括Zr02+Hf02為92%、Y2O3為5%、Ce02為O. 8%、Al2O3 為 O. 7%、SiO2 為 O. 3%、Fe2O3 為 O. 3%、Pr6O11 為 O. 20%、CoO 為 O. 5%。實施例4
按質量百分比計，實施例4中的鋯玉包括Zr02+Hf02為94%、Y203為4. 5%,CeO2為O. 02%、Al2O3 為 O. 2%、SiO2 為 O. 3%、Fe2O3 為 O. 01%、Pr6O11 為 O. 02%、CoO 為 O. 03%。其中，上述四個實施例中，所述的ZrO2和HfO2由于一般是在一起的，所以其含量根據不同的原料而有所不同，例如ZrO2占鋯玉總含量的質量百分比為84%、85%、86%、87%等等，但一般HfO2占鋯玉總含量約為(Γ10%。上述各實施例中，所述的鋯玉還含有其他氧化物
O.18%，其他氧化物是指一些氧化物雜質，例如氧化鎂、氧化鋅等等。本發明還提供一種制備鋯玉的方法，其主要包括步驟
S101、將配方比的原材料進行壓實成型成為產品坯體；具體是將配方原材料放入模具內，然后根據不同的類型的產品需要采用不同的工藝參數對原材料進行壓實成型，而壓實成型所要的機器主要干壓機或等靜壓機，而成型方式主要包括注射成型、注漿成型、壓制成型、流延成型、吹塑成型等成型方式。注射成型主要適用于形狀復雜的產品,注射成型的成型壓力為IOMpa 300Mpa，保壓時間為O. 5飛分鐘，而形狀簡單的產品則可采用干壓成型或等靜壓成型；干壓成型的壓力為200KG 1000KG/每平方厘米，保壓時間為f 10分鐘，等靜壓成型的壓力則為IOOMpalOOMpa，保壓時間為廣60分鐘。S102、在經過步驟SlOl成型后的產品獲得了產品的坯體，但是完成的產品坯料較脆，直接進行加工容易產生斷裂、崩缺等問題的發生，所以為了保證后期加工的可行性，需先將產品坯體進行預燒結，預燒結的工藝參數可根據產品類型不同而進行調整，本發明中優選采用以1(T10(TC /小時的升溫速率升溫至燒結溫度，預燒結溫度80(Tii0(rc，保溫Γ12小時，然后以6(T300°C的降溫速率降溫至室溫，或者可通過自然降溫達到降至室溫。S103、因從模具成型制備的產品坯體其外形兩端處以及整體尺寸相對于設計的成品還有余量，所以在預燒結后的產品還需要進行雕刻外形，具體可在車床上進行外形修整。S104、經過外形修整的產品坯體，還需要進行進一步的雕刻排版，具體是依靠內部圖形選定以及所需要的圖樣利用軟件將平面圖案轉換成立體圖案，此工序可在計算機上完成，完成立體圖形后，需將所述立體圖形導入到自動雕刻機中，以進行下一步的工序。S105、根據產品坯體大小以及需加工的表面將所述立體圖形進行圖案排布，并根據加工精度設計加工刀路，此步驟，是在計算機中將加工程序設計好，并生成加工程序文件，加工刀路的設計是控制雕刻機運動程序，以及參數設置，例如加工速度等，使加工出來的產品圖形清晰，位置準確。S106、在加工圖案以及加工刀路等設置完成后，即可按照上述設置進行車削加工，而在車削加工之前，需將加工刀具進行磨刀，在確認參數設定等無誤后，利用加工設備夾持好坯體，輸入已設置好的雕刻機運動程序，啟動車削加工，實現將設置好的立體圖案雕刻在坯體上，或者將坯體車削成所需的形狀。S107、經過車削后的產品可進行燒結工序，燒結工序主要是為了使產品獲得良好的物理性能，例如透光性、韌性、強度、硬度等等，具體可根據成品大小以及數量選擇合適的燒結參數，本發明中優選采用以6(T30(TC /小時的升溫速率升溫到燒結溫度，預燒結溫度135(Tl550°C。保溫廣4小時。然后以6(T300°C的降溫速率或自然降溫到室內溫度。S108、經過燒結后，產品表面還比較粗糙，為了使產品表面光滑平整、細膩，可進一步對產品進行打磨拋光，使產品的紋路更加清晰，圖形更加逼真，形狀簡單且尺寸較小的產品可采用滾動拋光機進行拋光，其工藝參數優選為轉速200(T3000rpm，時間12 48小時；對于形狀較復雜或者大件的產品可采用傳統玉石拋光工藝進行拋光處理，主要采用的設備為打磨機、手機、磨床等。S109、最后可根據需要對成品進行刻字處理，例如采用激光雕刻技術，通過制作各類夾具，夾持住各類型產品，對產品表面進行刻字。綜上所述，本發明提供的鋯玉外形美觀、色彩豐富，并且采用自動雕刻機，可制得各種形狀的鋯玉，本發明配方的鋯玉，產品經過燒結以及雕琢后所產生的通透效果可與玉媲美，此外，本發明制備方法制備的鋯玉具有極強的硬度以及韌性，抗腐蝕性能強，不會受 到各類酸堿的侵蝕。應當理解的是，本發明的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術人員來說，可以根據上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發明所附權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種鋯玉，其特征在于，按質量百分比計，包括Zr02+Hf02為89 95%、Y2O3為.4.5 5%、CeO2 為 O. 2 1%、Al2O3 為 O. Γθ. 8%, SiO2 為 O. Γθ. 3%, Fe2O3 為 O. 02 O. 3%, Pr6O11 為O.Ol O. 2%, CoO為O. Ol 2%，其中，所述的HfO2為占鋯玉的質量百分比為0 10%。
2.根據權利要求I所述的鋯玉，其特征在于，按質量百分比計，包括Zr02+Hf02為89 95%、Y2O3 為 4. 5%、CeO2 為 O. 5 1%、Al2O3 為 O. Γθ. 2%、SiO2 為 O. Γθ. 3%、Fe2O3 為O.02 O. 3%、Pr60nS0. 2%、CoO為O. 01%，其中，所述的HfO2為占鋯玉的質量百分比為0 10%。
3.根據權利要求I所述的鋯玉，其特征在于，按質量百分比計，包括Zr02+Hf02為89 95%、Y2O3 為 4. 5%、CeO2 為 O. 5%、Al2O3 為 O. 4%、SiO2 為 O. Γθ. 3%、Fe2O3 為 O. 02%、Pr6O11為O. 01%、CoO為2%，其中，所述的HfO2為占鋯玉的質量百分比為0 10%。
4.一種制作如權利要求I所述的鋯玉的方法，其特征在于，包括步驟 按配方比例將鋯玉的原材料，進行壓實成型獲得產品坯體，并對產品坯體依次進行預燒結、外形修整、精雕車削、燒結及拋光處理獲得成品鋯玉。
5.根據權利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述預燒結處理的工藝為以IO^lOO0C /小時的升溫速率升溫至預燒結溫度，并在預燒結溫度下保溫廣12小時。
6.根據權利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述預燒結溫度為80(Tll0(rC。
7.根據權利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述燒結處理的工藝為以60^3000C /小時的升溫速率升溫至燒結溫度，并在燒結溫度下保溫廣4小時。
8.根據權利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述燒結溫度為135(Tl550°C。
9.根據權利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述精雕車削處理的工藝為根據所需成品的形狀及圖案要求，采用自動雕刻機按照預定的加工精度對產品坯體精雕車削。
10.根據權利要求4所述的制作方法，其特征在于，所述拋光處理的工藝為采用滾動拋光機在轉速為200(T3000rpm，拋光時間為12 48小時的條件下對產品坯體進行拋光處理。
全文摘要
本發明公開一種鋯玉及其制作方法，其中，按質量百分比計，所述鋯玉包括ZrO2+HfO2為89~95%、Y2O3為4.5~5%、CeO2為0.2~1%、Al2O3為0.1~0.8%、SiO2為0.1~0.3%、Fe2O3為0.02~0.3%、Pr6O11為0.01~0.2%、CoO為0.01~2%，其中，所述的HfO2為占鋯玉的質量百分比為0~10%。本發明提供的鋯玉外形美觀、色彩豐富，并且采用自動雕刻機，可制得各種形狀的鋯玉，本發明配方的鋯玉，產品經過燒結以及雕琢后所產生的通透效果可與玉媲美，此外，本發明制備方法制備的鋯玉具有極強的硬度以及韌性，抗腐蝕性能強，不會受到各類酸堿的侵蝕。
文檔編號C04B35/48GK102887707SQ20121036584
公開日2013年1月23日 申請日期2012年9月27日 優先權日2012年9月27日
發明者王光輝 申請人:深圳市翔通光電技術有限公司