La zirconia de colors mostra colors rics, principalment a causa de l'addició de diferents elements de terres rares, elements metàl·lics, òxids i altres materials. A partir de la seva bona biocompatibilitat, excel·lent lluentor metàl·lic i bones propietats mecàniques, la ceràmica de zirconi de colors s'ha utilitzat cada cop més a la vida diària, incloent materials de restauració mèdica i dental, indústries de decoració i terminals mòbils per a telèfons intel·ligents i altres camps.
Preparació de ceràmiques de zirconi de colors
La preparació de zirconi acolorit és essencialment perquè el colorant es pugui distribuir uniformement a la matriu de zirconi. Per a la ceràmica composta, especialment la ceràmica nanocomposta, a causa de la petita mida de partícula, la gran superfície específica i la gran atracció electrostàtica i la força de van der Waals entre les partícules de tòner i les partícules de la matriu d'òxid de zirconi, és fàcil per a les partícules de tòner i el zirconi. Les partícules de la matriu d'òxid s'aglomeran, cosa que no només provocarà un color desigual de la ceràmica nanocomposita, sinó que també afectarà les seves propietats mecàniques.
Per tant, la clau per preparar ceràmiques de zirconi de colors amb excel·lents propietats mecàniques i cromaticitat rau en si es pot superar l'aglomeració entre partícules de pols. Per preparar ceràmiques de zirconi amb un bon rendiment i diversos colors, cal trobar un mètode de dispersió adequat. S'utilitzen habitualment els següents mètodes de preparació:
Mescla en fase sòlida
Aquest mètode és el mètode més utilitzat en la indústria per preparar ceràmica de zirconi de colors. Les partícules d'òxid, com ara colorants i mineralitzants, es barregen i es molen a boles amb nanopols de zirconi estable segons una determinada proporció química. Les partícules sòlides es refinan durant aquest procés i es produeixen fenòmens com ara microesquerdes, distorsió de la gelosia i augmenta l'energia superficial que són beneficiosos per realitzar reaccions químiques a baixa temperatura. Té els avantatges d'un procés senzill, baix cost, operació còmoda i fàcil industrialització. Tanmateix, aquest mètode no pot superar el problema de l'aglomeració de nanopartícules.
Co-precipitació química
Aquest mètode consisteix a utilitzar sal de zirconi, sal estabilitzadora i solució de sal d'ions de colors per barrejar, reaccionar amb àlcali o carbonat, etc. per generar conjuntament una precipitació d'hidròxid o carbonat, i després escalfar i descompondre per obtenir pols composta d'òxid de zirconi. . El procés és relativament complex, però la pols obtinguda té una puresa elevada i un rendiment excel·lent. Al mateix temps, s'ha de prestar atenció a la formació d'aglomerats durs quan s'utilitza el mètode de precipitació química.
Infiltració en fase líquida
L'avantatge d'aquest mètode és que els ions colorants es poden dispersar uniformement a la matriu de zirconi i es poden preparar materials compostos i materials de gradient al mateix temps. A més, l'emmotllament per injecció es pot utilitzar per obtenir cossos verds de zirconi de diferents formes, i després es poden preparar ceràmiques de zirconi de colors de diferents formes mitjançant la infiltració en fase líquida.
Sinterització de ceràmiques de zirconi de colors
El mètode de sinterització també afecta el rendiment i el color de la ceràmica de zirconi de colors. Amb la transversalitat i la millora del nivell científic i tecnològic, a més dels mètodes tradicionals de sinterització, han sorgit molts nous mètodes de sinterització:
Sinterització de plasma amb espurna
La major influència d'aquest mètode en la duresa de la ceràmica de zirconi és la temperatura de sinterització, seguida del temps de sinterització. Després de la prova, la temperatura òptima de sinterització és de 1400 graus i el temps de sinterització òptim és de 5 minuts. Les ceràmiques de zirconi sinteritzades per aquest mètode tenen una gran duresa i tenacitat a la fractura.
Sinterització al microones
La sinterització per microones té avantatges insubstituïbles respecte als mètodes tradicionals de sinterització. És un mètode d'escalfament global. El material converteix l'energia de microones absorbida en energia cinètica intermolecular i energia tèrmica per aconseguir l'efecte de l'escalfament global del material. El gradient de temperatura intern del material és petit, per la qual cosa rarament provoca esquerdes del material a causa d'un escalfament desigual. . Les propietats físiques de la zirconia preparada per aquest mètode de sinterització són millors.
Classificació de colors de la ceràmica de zirconi de colors
Sistema Vermell
Alguns estudis han trobat que l'òxid de ferro (Fe2O3) s'utilitza com a colorant i 3YSZ s'utilitza com a matriu per preparar ceràmiques de zirconi de color vermell ataronjat. El valor de vermellor pot arribar fins a 20, i acompanyat d'un alt valor de groguenc, el seu color no és No pot complir el requisit vermell, i l'addició d'òxid de ferro redueix molt les propietats mecàniques del sistema 3YSZ, limitant molt la seva aplicació industrial. Per tant, la ceràmica vermella s'ha convertit en el tipus de ceràmica més rar que no es pot produir en massa.
Sistema negre
Atès que la matèria primera química òxid de cobalt és escassa i cara, per tal de reduir costos, la gent utilitza colorants ceràmics de zirconi negre sense cobalt preparats a partir de MnO2, Fe2O3 i Cr2O3 com a matèries primeres per cremar espinel en tres colors diferents, és a dir, fosc. Espinel ferrocrom marró, espinel ferromanganès vermell fosc, espinel manganès crom verd fosc. Ajustant la proporció d'ingredients per controlar el contingut de cada espinela i els tres colors interactuen entre si, es pot produir un colorant negre estable, que redueix molt el cost i millora els beneficis econòmics.
Sistema Blau
Actualment, els pigments ceràmics blaus inclouen principalment material blau de vanadi-zirconi com a colorant, espinela de cobalt-alumini, espinela de níquel-alumini i colorants de tipus espinela que utilitzen altres ions per substituir la posició dels ions cobalt, hexaaluminat. Colorants relacionats representats per colorants de sal i lantà. , sobre la base de garantir el rendiment de la reproducció del color i les propietats mecàniques, continuar explorant els colorants blaus ecològics i econòmics segueixen sent el focus de les direccions de recerca actuals.
