CN103332931B - 一种高致密度氧化锆陶瓷刀原料粉体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高致密度氧化锆陶瓷刀原料粉体的制备方法。按摩尔比准备基料1份，致密剂0.0001～0.5份，表面活性剂0.0002～0.08份；所述基料为氯氧化锆和硝酸钇的组合物，氯氧化锆与硝酸钇的摩尔比为97:3；所述致密剂为偏硼酸钙、氯化镁及液体硅酸钠的组合物，偏硼酸钙、氯化镁、液体硅酸钠的摩尔比为1:0.05～1.3:0.2～1.9；所述表面活性剂为平平加和十二烷基硫酸三乙醇胺的组合物，平平加与十二烷基硫酸三乙醇胺的摩尔比为1：2～5。本发明偏硼酸钙、氯化镁及液体硅酸钠与氯氧化锆和硝酸钇结合形成复合氧化物，起到封孔的作用，提高陶瓷刀制品的密度均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及一种氧化锆陶瓷刀原料粉体，具体地说是涉及一种高致密度氧化锆陶瓷刀原料粉体的制备方法。
背景技术
氧化锆陶瓷刀的常规制备方法为先制得陶瓷刀原料粉体，原料粉体再进行成型、烧结制成氧化锆陶瓷刀。陶瓷刀原料粉体的性能决定了陶瓷刀成品的特性。
目前国内外氧化锆陶瓷刀普遍采用单一的3%mol氧化钇稳定的氧化锆为原料制备，在高温烧结制备的过程中刀体会形成许多微孔，在长期使用这种陶瓷刀切割胡萝卜、西红柿等果蔬，刀体微孔容易吸入果蔬汁而变色，从而影响陶瓷刀的使用寿命，同时刀体微孔吸入果蔬汁后难以洗净，致使刀体容易滋生细菌，反复使用这种刀不利于健康，要解决这些问题，就应该尽可能减少氧化锆陶瓷刀制备过程中刀体微孔的形成，从而减少甚至杜绝切割果蔬的过程中果蔬汁的吸入。
发明内容
本发明提供一种高致密度氧化锆陶瓷刀原料粉体的制备方法，解决陶瓷刀制备过程中刀体形成微孔的问题。
一种高致密度氧化锆陶瓷刀原料粉体的制备方法，按以下步骤进行：
（1）按摩尔比准备基料1份，致密剂0.0001～0.5份，表面活性剂0.0002～0.08份；
所述基料为氯氧化锆和硝酸钇的组合物，氯氧化锆与硝酸钇的摩尔比为97:3；
所述致密剂为偏硼酸钙、氯化镁及液体硅酸钠的组合物，偏硼酸钙、氯化镁、液体硅酸钠的摩尔比为1:0.05～1.3:0.2～1.9；
所述表面活性剂为平平加和十二烷基硫酸三乙醇胺的组合物，平平加与十二烷基硫酸三乙醇胺的摩尔比为1：2～5；
（2）将氯氧化锆、硝酸钇、偏硼酸钙、氯化镁加入去离子水中搅拌使其完全溶解，得到溶液A，氯氧化锆和硝酸钇的总量与去离子水的重量比为1:1.5；
平平加溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液B；
十二烷基硫酸三乙醇胺溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液C;
配制质量百分浓度为20%的氨水;
（3）将液体硅酸钠加入去离子水中搅拌半小时，液体硅酸钠与去离子水的重量比为1:100；同时滴加上述溶液A、溶液B、溶液C及氨水开始反应，反应过程中控制PH=9.1～9.5，反应完成后加热至95℃老化72小时，离心甩干、烘干、煅烧，煅烧温度为750～1050℃，保温时间为9小时，再粉碎即可。
优选地，一种高致密度氧化锆陶瓷刀原料粉体的制备方法，按以下
步骤进行：
（1）按摩尔比准备基料1份，致密剂0.0038份，表面活性剂0.0096份；
所述基料为氯氧化锆和硝酸钇的组合物，氯氧化锆与硝酸钇的摩尔比为97:3；
所述致密剂为偏硼酸钙、氯化镁及液体硅酸钠的组合物，偏硼酸钙、氯化镁、液体硅酸钠的摩尔比为1:0.5:0.4；
所述表面活性剂为平平加和十二烷基硫酸三乙醇胺的组合物，平平加与十二烷基硫酸三乙醇胺的摩尔比为1:5;
（2）将氯氧化锆、硝酸钇、偏硼酸钙、氯化镁加入去离子水中搅拌使其完全溶解，得到溶液A，氯氧化锆和硝酸钇的总量与去离子水的重量比为1:1.5；
平平加溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液B；
十二烷基硫酸三乙醇胺溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液C;
配制质量百分浓度为20%的氨水;
（3）将液体硅酸钠加入去离子水中搅拌半小时，液体硅酸钠与去离子水的重量比为1:100；同时滴加上述溶液A、溶液B、溶液C及氨水开始反应，反应过程中控制PH=9.2，反应完成后加热至95℃老化72小时，离心甩干、烘干、煅烧，煅烧温度为750℃，保温时间为9小时，再粉碎即可。
液态硅酸钠加入去离子水中的搅拌速度为400-700r/min。
优选地，所述偏硼酸钙为四水偏硼酸钙，氯化镁为六水氯化镁。
采用上述技术方案后，本发明与现有的背景技术相比，具有如下优点：
以氯氧化锆和硝酸钇为基础材质，偏硼酸钙、氯化镁及液体硅酸钠与氯氧化锆和硝酸钇结合形成复合氧化物，该复合氧化物在陶瓷刀体烧结过程中会形成半熔融状的氧化物复合体，起到封孔的作用，形成稳定的致密结构，提高陶瓷刀制品的密度均匀性。
具体实施方式
以下提供本发明的一些实施例，以助于进一步理解本发明，但本发明的保护范围并不仅限于这些实施例。
实施例一
一种高致密度氧化锆陶瓷刀原料粉体的制备方法，按以下步骤进行：
（1）按摩尔比准备基料1份，致密剂0.0038份，表面活性剂0.0096份；
所述基料为氯氧化锆和硝酸钇的组合物，氯氧化锆与硝酸钇的摩尔比为97:3；
所述致密剂为偏硼酸钙、氯化镁及液体硅酸钠的组合物，偏硼酸钙、氯化镁、液体硅酸钠的摩尔比为1:0.5:0.4；
所述表面活性剂为平平加和十二烷基硫酸三乙醇胺的组合物，平平加与十二烷基硫酸三乙醇胺的摩尔比为1:5。
（2）将氯氧化锆、硝酸钇、偏硼酸钙、氯化镁加入去离子水中搅拌使其完全溶解，得到溶液A，氯氧化锆和硝酸钇的总量与去离子水的重量比为1:1.5；
平平加溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液B；
十二烷基硫酸三乙醇胺溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液C;
配制质量百分浓度为20%的氨水;
（3）将液体硅酸钠加入去离子水中搅拌半小时，搅拌速度为500r/min；液体硅酸钠与去离子水的重量比为1:100；同时滴加上述溶液A、溶液B、溶液C及氨水开始反应，反应过程中控制PH=9.2，反应完成后加热至95℃老化72小时，离心甩干、烘干、煅烧，煅烧温度为750℃，保温时间为9小时，再粉碎即可。
实施例二
一种高致密度氧化锆陶瓷刀原料粉体的制备方法，按以下步骤进行：
（1）按摩尔比准备基料1份，致密剂0.0032份，表面活性剂0.0002份；
所述基料为氯氧化锆和硝酸钇的组合物，氯氧化锆与硝酸钇的摩尔比为97:3；
所述致密剂为偏硼酸钙、氯化镁及液体硅酸钠的组合物，偏硼酸钙、氯化镁、液体硅酸钠的摩尔比为1:1:1.2；
所述表面活性剂为平平加和十二烷基硫酸三乙醇胺的组合物，平平加与十二烷基硫酸三乙醇胺的摩尔比为1:4;
（2）将氯氧化锆、硝酸钇、偏硼酸钙、氯化镁加入去离子水中搅拌使其完全溶解，得到溶液A，氯氧化锆和硝酸钇的总量与去离子水的重量比为1:1.5；
平平加溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液B；
十二烷基硫酸三乙醇胺溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液C;
配制质量百分浓度为20%的氨水;
（3）将液体硅酸钠加入去离子水中搅拌半小时，搅拌速度为700r/min；液体硅酸钠与去离子水的重量比为1:100；同时滴加上述溶液A、溶液B、溶液C及氨水开始反应，反应过程中控制PH=9.1，反应完成后加热至95℃老化72小时，离心甩干、烘干、煅烧，煅烧温度为850℃，保温时间为9小时，再粉碎即可。
实施例三
一种高致密度氧化锆陶瓷刀原料粉体的制备方法，按以下步骤进行：
（1）按摩尔比准备基料1份，致密剂0.0066份，表面活性剂0.018份；
所述基料为氯氧化锆和硝酸钇的组合物，氯氧化锆与硝酸钇的摩尔比为97:3；
所述致密剂为偏硼酸钙、氯化镁及液体硅酸钠的组合物，偏硼酸钙、氯化镁、液体硅酸钠的摩尔比为1:1.3:1；
所述表面活性剂为平平加和十二烷基硫酸三乙醇胺的组合物，平平加与十二烷基硫酸三乙醇胺的摩尔比为1:5;
（2）将氯氧化锆、硝酸钇、偏硼酸钙、氯化镁加入去离子水中搅拌使其完全溶解，得到溶液A，氯氧化锆和硝酸钇的总量与去离子水的重量比为1:1.5；
平平加溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液B；
十二烷基硫酸三乙醇胺溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液C;
配制质量百分浓度为20%的氨水;
（3）将液体硅酸钠加入去离子水中搅拌半小时，搅拌速度为400r/min；液体硅酸钠与去离子水的重量比为1:100；同时滴加上述溶液A、溶液B、溶液C及氨水开始反应，反应过程中控制PH=9.2，反应完成后加热至95℃老化72小时，离心甩干、烘干、煅烧，煅烧温度为950℃，保温时间为9小时，再粉碎即可。
实施例四
一种高致密度氧化锆陶瓷刀原料粉体的制备方法，按以下步骤进行：
（1）按摩尔比准备基料1份，致密剂0.0255份，表面活性剂0.08份；
所述基料为氯氧化锆和硝酸钇的组合物，氯氧化锆与硝酸钇的摩尔比为97:3；
所述致密剂为偏硼酸钙、氯化镁及液体硅酸钠的组合物，偏硼酸钙、氯化镁、液体硅酸钠的摩尔比为1:0.05:1.5；
所述表面活性剂为平平加和十二烷基硫酸三乙醇胺的组合物，平平加与十二烷基硫酸三乙醇胺的摩尔比为1:5;
（2）将氯氧化锆、硝酸钇、偏硼酸钙、氯化镁加入去离子水中搅拌使其完全溶解，得到溶液A，氯氧化锆和硝酸钇的总量与去离子水的重量比为1:1.5；
平平加溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液B；
十二烷基硫酸三乙醇胺溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液C;
配制质量百分浓度为20%的氨水;
（3）将液体硅酸钠加入去离子水中搅拌半小时，搅拌速度为600r/min；液体硅酸钠与去离子水的重量比为1:100；同时滴加上述溶液A、溶液B、溶液C及氨水开始反应，反应过程中控制PH=9.2，反应完成后加热至95℃老化72小时，离心甩干、烘干、煅烧，煅烧温度为750℃，保温时间为9小时，再粉碎即可。
实施例五
一种高致密度氧化锆陶瓷刀原料粉体的制备方法，按以下步骤进行：
（1）按摩尔比准备基料1份，致密剂0.021份，表面活性剂0.004份；
所述基料为氯氧化锆和硝酸钇的组合物，氯氧化锆与硝酸钇的摩尔比为97:3；
所述致密剂为四水偏硼酸钙、六水氯化镁及液体硅酸钠的组合物，四水偏硼酸钙、六水氯化镁、液体硅酸钠的摩尔比为1:0.9:0.2；
所述表面活性剂为平平加和十二烷基硫酸三乙醇胺的组合物，平平加与十二烷基硫酸三乙醇胺的摩尔比为1:3；
（2）将氯氧化锆、硝酸钇、四水偏硼酸钙、六水氯化镁加入去离子水中搅拌使其完全溶解，得到溶液A，氯氧化锆和硝酸钇的总量与去离子水的重量比为1:1.5；
平平加溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液B；
十二烷基硫酸三乙醇胺溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液C;
配制质量百分浓度为20%的氨水;
（3）将液体硅酸钠加入去离子水中搅拌半小时，搅拌速度为600r/min；液体硅酸钠与去离子水的重量比为1:100；同时滴加上述溶液A、溶液B、溶液C及氨水开始反应，反应过程中控制PH=9.2，反应完成后加热至95℃老化72小时，离心甩干、烘干、煅烧，煅烧温度为1050℃，保温时间为9小时，再粉碎即可。
实施例六
一种高致密度氧化锆陶瓷刀原料粉体的制备方法，按以下步骤进行：
（1）按摩尔比准备基料1份，致密剂0.5份，表面活性剂0.03份；
所述基料为氯氧化锆和硝酸钇的组合物，氯氧化锆与硝酸钇的摩尔比为97:3；
所述致密剂为四水偏硼酸钙、六水氯化镁及液体硅酸钠的组合物，四水偏硼酸钙、六水氯化镁、液体硅酸钠的摩尔比为1:0.2:0.8；
所述表面活性剂为平平加和十二烷基硫酸三乙醇胺的组合物，平平加与十二烷基硫酸三乙醇胺的摩尔比为1：2;
（2）将氯氧化锆、硝酸钇、四水偏硼酸钙、六水氯化镁加入去离子水中搅拌使其完全溶解，得到溶液A，氯氧化锆和硝酸钇的总量与去离子水的重量比为1:1.5；
平平加溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液B；
十二烷基硫酸三乙醇胺溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液C;
配制质量百分浓度为20%的氨水;
（3）将液体硅酸钠加入去离子水中搅拌半小时，搅拌速度为600r/min；液体硅酸钠与去离子水的重量比为1:100；同时滴加上述溶液A、溶液B、溶液C及氨水开始反应，反应过程中控制PH=9.2，反应完成后加热至95℃老化72小时，离心甩干、烘干、煅烧，煅烧温度为1000℃，保温时间为9小时，再粉碎即可。
实验：
将实施例1-6得到的原料粉体按本领域常规陶瓷刀制备方法，制备成氧化锆陶瓷刀，氧化锆陶瓷刀在室温条件下浸泡于胡萝卜汁中100小时，然后进行氧化锆陶瓷刀的白度测试，测试结果表明白度没有变化。
实验证明，本发明原料粉体制备成的氧化锆陶瓷刀具有良好的致密性。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种高致密度氧化锆陶瓷刀原料粉体的制备方法，其特征是：按以下步骤进行：
（1）按摩尔比准备基料1份，致密剂0.0001～0.5份，表面活性剂0.0002～0.08份；
所述基料为氯氧化锆和硝酸钇的组合物，氯氧化锆与硝酸钇的摩尔比为97:3；
所述致密剂为偏硼酸钙、氯化镁及液体硅酸钠的组合物，偏硼酸钙、氯化镁、液体硅酸钠的摩尔比为1:0.05～1.3:0.2～1.9；
所述表面活性剂为平平加和十二烷基硫酸三乙醇胺的组合物，平平加与十二烷基硫酸三乙醇胺的摩尔比为1：2～5；
（2）将氯氧化锆、硝酸钇、偏硼酸钙、氯化镁加入去离子水中搅拌使其完全溶解，得到溶液A，氯氧化锆和硝酸钇的总量与去离子水的重量比为1:1.5；
平平加溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液B；
十二烷基硫酸三乙醇胺溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液C;
配制质量百分浓度为20%的氨水;
（3）将液体硅酸钠加入去离子水中搅拌半小时，液体硅酸钠与去离子水的重量比为1:100；同时滴加上述溶液A、溶液B、溶液C及氨水开始反应，反应过程中控制PH=9.1～9.5，反应完成后加热至95℃老化72小时，离心甩干、烘干、煅烧，煅烧温度为750～1050℃，保温时间为9小时，再粉碎即可。
2.根据权利要求1所述的一种高致密度氧化锆陶瓷刀原料粉体的制备方法，其特征是：按以下步骤进行：
（1）按摩尔比准备基料1份，致密剂0.0038份，表面活性剂0.0096份；
所述基料为氯氧化锆和硝酸钇的组合物，氯氧化锆与硝酸钇的摩尔比为97:3；
所述致密剂为偏硼酸钙、氯化镁及液体硅酸钠的组合物，偏硼酸钙、氯化镁、液体硅酸钠的摩尔比为1:0.5:0.4；
所述表面活性剂为平平加和十二烷基硫酸三乙醇胺的组合物，平平加与十二烷基硫酸三乙醇胺的摩尔比为1:5；
（2）将氯氧化锆、硝酸钇、偏硼酸钙、氯化镁加入去离子水中搅拌使其完全溶解，得到溶液A，氯氧化锆和硝酸钇的总量与去离子水的重量比为1:1.5；
平平加溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液B；
十二烷基硫酸三乙醇胺溶解于去离子水配制成质量百分浓度为10%的溶液，得到溶液C;
配制质量百分浓度为20%的氨水;
（3）将液体硅酸钠加入去离子水中搅拌半小时，液体硅酸钠与去离子水的重量比为1:100；同时滴加上述溶液A、溶液B、溶液C及氨水开始反应，反应过程中控制PH=9.2，反应完成后加热至95℃老化72小时，离心甩干、烘干、煅烧，煅烧温度为750℃，保温时间为9小时，再粉碎即可。
3.据权利要求1或2所述的一种高致密度氧化锆陶瓷刀原料粉体的制备方法，其特征是：液态硅酸钠加入去离子水中的搅拌速度为400-700r/min。
4.根据权利要求1或2所述的一种高致密度氧化锆陶瓷刀原料粉体的制备方法，其特征是：所述偏硼酸钙为四水偏硼酸钙，氯化镁为六水氯化镁。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PE01 | Entry into force of the registration of the contract for pledge of patent right |
Denomination of invention: Method for preparing high-compactness zirconium oxide ceramic knife raw material powder Effective date of registration: 20170724 Granted publication date: 20150422 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd Xianyou branch Pledgor: Fujian Johnson Mining Co., Ltd. Registration number: 2017350000087 |
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| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right | ||
| PC01 | Cancellation of the registration of the contract for pledge of patent right |
Date of cancellation: 20200605 Granted publication date: 20150422 Pledgee: Bank of China Limited by Share Ltd. Xianyou branch Pledgor: FUJIAN JOHNSON MINING Co.,Ltd. Registration number: 2017350000087 |