Цветният цирконий показва богати цветове главно поради добавянето на различни редкоземни елементи, метални елементи, оксиди и други материали. Въз основа на добрата си биосъвместимост, отличен метален блясък и добри механични свойства, цветната циркониева керамика се използва все по-широко в ежедневието, включително медицински и стоматологични възстановителни материали, декоративни индустрии и мобилни терминали за смартфони и други области.
Подготовка на цветна циркониева керамика
Приготвянето на оцветен цирконий по същество е така, че оцветителят да може да бъде равномерно разпределен в циркониевата матрица. За композитната керамика, особено нанокомпозитната керамика, поради малкия размер на частиците, голямата специфична повърхност и голямото електростатично привличане и силата на Ван дер Ваалс между частиците на тонера и частиците на матрицата от циркониев оксид, е лесно за частиците на тонера и циркония частиците на оксидната матрица да се агломерират, което не само ще причини неравномерен цвят на нанокомпозитната керамика, но и ще повлияе на нейните механични свойства.
Следователно, ключът към получаването на цветна циркониева керамика с отлични механични свойства и цветност се крие в това дали агломерацията между частиците на праха може да бъде преодоляна. За да се подготви циркониева керамика с добро представяне и различни цветове, трябва да се намери подходящ метод за дисперсия. Обикновено се използват следните методи за приготвяне:
Смесване на твърда фаза
Този метод е най-често използваният метод в индустрията за приготвяне на цветна циркониева керамика. Оксидни частици като оцветители и минерализатори се смесват и се смилат на топка със стабилен циркониев нанопрах в съответствие с определено химично съотношение. След това твърдите частици се пречистват по време на този процес и възникват явления като микропукнатини, изкривяване на решетката и увеличаване на повърхностната енергия, които са полезни за осъществяването на нискотемпературни химични реакции. Той има предимствата на прост процес, ниска цена, удобна работа и лесна индустриализация. Този метод обаче не може да преодолее проблема с агломерацията на наночастиците.
Химично съутаяване
Този метод е да се използва циркониева сол, стабилизираща сол и разтвор на цветна йонна сол за смесване, реакция с алкални или карбонатни и т.н., за съвместно генериране на хидроксидна или карбонатна утайка, след което се нагрява и разлага, за да се получи композитен прах от циркониев оксид. . Процесът е сравнително сложен, но полученият прах има висока чистота и отлична производителност. В същото време трябва да се обърне внимание на образуването на твърди агломерати при използване на метода на химическо утаяване.
Инфилтрация на течна фаза
Предимството на този метод е, че йоните на оцветителя могат да бъдат равномерно диспергирани в циркониевата матрица и композитните материали и градиентните материали могат да бъдат приготвени едновременно. В допълнение, леенето под налягане може да се използва за получаване на циркониеви зелени тела с различни форми и след това цветна циркониева керамика с различни форми може да се приготви чрез инфилтрация на течна фаза.
Синтероване на цветна циркониева керамика
Методът на синтероване също влияе върху производителността и цвета на цветната циркониева керамика. С кръстосаната дисциплина и подобряването на научното и технологично ниво, в допълнение към традиционните методи за синтероване, се появиха много нови методи за синтероване:
Искрово плазмено синтероване
Най-голямото влияние на този метод върху якостта на циркониевата керамика е температурата на синтероване, следвана от времето на синтероване. След тестване оптималната температура на синтероване е 1400 градуса, а оптималното време за синтероване е 5 минути. Циркониевата керамика, синтерована по този метод, има висока твърдост и якост на счупване.
Микровълново синтероване
Микровълновото синтероване има незаменими предимства пред традиционните методи на синтероване. Това е цялостен метод за отопление. Материалът преобразува абсорбираната микровълнова енергия в междумолекулна кинетична енергия и топлинна енергия, за да се постигне ефектът на цялостно нагряване на материала. Вътрешният температурен градиент на материала е малък, така че рядко причинява напукване на материала поради неравномерно нагряване. . Физическите свойства на циркония, получен чрез този метод на синтероване, са по-добри.
Цветова класификация на цветна циркониева керамика
Червена система
Някои проучвания са установили, че железният оксид (Fe2O3) се използва като оцветител, а 3YSZ се използва като матрица за приготвяне на оранжево-червена циркониева керамика. Стойността на зачервяване може да достигне до 20 и придружена от висока стойност на пожълтяване, цветът му не е. Не може да отговори на изискването за червено и добавянето на железен оксид значително намалява механичните свойства на системата 3YSZ, което значително ограничава нейното индустриално приложение. Следователно червената керамика се е превърнала в най-редкия вид керамика, която не може да се произвежда масово.
Черна система
Тъй като химическата суровина кобалтов оксид е оскъдна и скъпа, за да намалят разходите, хората използват несъдържащи кобалт черни циркониеви керамични оцветители, приготвени от MnO2, Fe2O3 и Cr2O3 като суровини за изгаряне на шпинел в три различни цвята, тоест тъмен Кафяв ферохромен шпинел, тъмночервен фероманганов шпинел, тъмнозелен хромманганов шпинел. Чрез регулиране на пропорцията на съставките, за да се контролира съдържанието на всеки шпинел и трите цвята взаимодействат помежду си, може да се произведе стабилен черен оцветител, което значително намалява разходите и подобрява икономическите ползи.
Синя система
Понастоящем сините керамични пигменти включват главно ванадиево-циркониев син материал като оцветител, кобалтово-алуминиев шпинел, никел-алуминиев шпинел и шпинел тип оцветители, които използват други йони, за да заменят позицията на кобалтовия йон, хексаалуминат Сродни оцветители, представени от сол и лантанови оцветители , въз основа на осигуряване на производителност на цветопредаване и механични свойства, продължават да изследват екологичните и икономични сини оцветители все още са в центъра на настоящите изследователски направления.
