氧化鋯陶瓷薄片制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及氧化鋯陶瓷應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種氧化鋯陶瓷薄片制備方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，氧化鋯陶瓷在工業(yè)民用領(lǐng)域應(yīng)用日益廣泛，由于氧化鋯陶瓷可以在強度和 韌性要求高的環(huán)境條件下使用，因此，氧化鋯陶瓷經(jīng)常被用于制造薄片、基片、襯墊或其他 厚度較小的片材。
[0003] 這些片材不僅可以作為結(jié)構(gòu)部件使用，如應(yīng)用于工藝品和機械部件等領(lǐng)域，而且 還廣泛引用于電子設(shè)備微小型化的電子元件中，如，平板式氧傳感器和電路板基板等，以及 超大規(guī)模集成電路中，因此，這些氧化鋯陶瓷片材具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
[0004] 然而，現(xiàn)有的氧化鋯陶瓷片材制備方法，如，等靜壓成型、壓片成型、注射成型或凝 膠注模成型在制備時需要經(jīng)過干燥這一步驟，即使用干燥箱預(yù)先對氧化鋯陶瓷生坯進行干 燥以進行定型操作，用于后續(xù)的燒結(jié)，但是，由于氧化鋯陶瓷片材在結(jié)構(gòu)上具有厚度較輕 薄、面積較大、表面較平整的特性，很容易在干燥過程中出現(xiàn)如下問題：
[0005] 1、生坯局部或全部表面因干燥過度而引發(fā)的開裂現(xiàn)象，即表面出現(xiàn)裂痕；
[0006] 2、干燥后的生坯出現(xiàn)過度收縮，無法滿足近凈尺寸的需求；
[0007] 3、燒結(jié)后局部結(jié)構(gòu)較松散；以及其他各種各樣的問題，導(dǎo)致其燒結(jié)后品質(zhì)達不到 行業(yè)需求。尤其是制備超薄氧化鋯陶瓷片材時，現(xiàn)有氧化鋯陶瓷片材制備方法的缺陷更為 突出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 基于此，有必要提供一種可以免除干燥工藝、以及制備得到的產(chǎn)品更滿足行業(yè)品 質(zhì)需求的氧化鋯陶瓷薄片制備方法。
[0009] -種氧化鋯陶瓷薄片制備方法，包括如下步驟：
[0010]提供穩(wěn)定四方相氧化鋯粉體、稀土氧化物粉體、溶劑、分散劑、紫外光引發(fā)劑、光敏 聚合單體和助劑；
[0011]將所述四方相氧化鋯粉體、所述稀土氧化物粉體和所述溶劑混合，并進行超聲打 散團聚操作，再進行蒸發(fā)操作將所述溶劑除去，得到混合粉體；
[0012] 將所述混合粉體、所述分散劑、所述紫外光引發(fā)劑、所述光敏聚合單體和所述助劑 進行混合后，進行球磨和除泡操作，得到氧化鋯陶瓷漿料；
[0013] 將所述氧化鋯陶瓷漿料加入至陶瓷流延機中，再將承載有所述氧化鋯陶瓷漿料的 陶瓷流延機的基板通過紫外光固化機后，在陶瓷流延機的基板上形成氧化鋯陶瓷薄片生 坯；
[0014] 將所述氧化鋯陶瓷薄片生坯進行燒結(jié)后，得到所述氧化鋯陶瓷薄片。
[0015] 在其中一個實施例中，將所述四方相氧化鋯粉體、所述稀土氧化物粉體和所述溶 劑混合時，每隔預(yù)設(shè)時間進行超聲打散團聚操作。
[0016] 在其中一個實施例中，所述預(yù)設(shè)時間為5秒~10秒。
[0017] 在其中一個實施例中，所述預(yù)設(shè)時間為7秒~10秒。
[0018] 在其中一個實施例中，所述預(yù)設(shè)時間為8秒。
[0019] 在其中一個實施例中，將所述四方相氧化鋯粉體、所述稀土氧化物粉體和所述溶 劑混合的操作中，采用磁力攪拌混合操作。
[0020] 在其中一個實施例中，將所述四方相氧化鋯粉體、所述稀土氧化物粉體和所述溶 劑混合的操作中，具體包括如下步驟:預(yù)先將所述稀土氧化物粉體與所述溶劑混合后，再加 入所述四方相氧化鋯粉體。
[0021] 上述氧化鋯陶瓷薄片制備方法采用紫外光引發(fā)交聯(lián)固化反應(yīng)來實現(xiàn)原位固化效 果，從而可以免除傳統(tǒng)的干燥工藝，從而可以避免生坯的表面因干燥過度而引發(fā)的開裂現(xiàn) 象、干燥后的生坯出現(xiàn)過度收縮，無法滿足近凈尺寸的需求、以及燒結(jié)后局部結(jié)構(gòu)較松散的 問題，進而可以確保制備得到的產(chǎn)品品質(zhì)更佳，達到行業(yè)需求。
【附圖說明】
[0022] 圖1為一實施方式的氧化鋯陶瓷薄片制備方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0023] 為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明 的【具體實施方式】做詳細(xì)的說明。在下面的描述中闡述了很多具體細(xì)節(jié)以便于充分理解本發(fā) 明。但是本發(fā)明能夠以很多不同于在此描述的其它方式來實施，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不 違背本發(fā)明內(nèi)涵的情況下做類似改進，因此本發(fā)明不受下面公開的具體實施的限制。
[0024] 請參閱圖1，一實施方式的氧化鋯陶瓷薄片制備方法包括如下步驟：
[0025] S110:提供穩(wěn)定四方相氧化鋯粉體、稀土氧化物粉體、溶劑、分散劑、紫外光引發(fā) 劑、光敏聚合單體和助劑。
[0026] -實施方式中，所述穩(wěn)定四方相氧化錯粉體的D50(中值粒徑)為0.5μηι~2.5μηι，采 用上述中值粒徑的穩(wěn)定四方相氧化鋯粉體可以制備得到分散更均勻的二氧化鋯陶瓷漿料， 從而使制備得到的氧化鋯陶瓷薄片的機械性能更佳，尤其是超薄的氧化鋯陶瓷薄片，如厚 度為0.1~0.8mm的氧化鋯陶瓷薄片，其機械性能更佳，如韌性、抗折斷性能和硬度更佳，且 表面平整度也更佳。
[0027] 一實施方式中，所述稀土氧化物粉體包括氧化釔粉體以及其他輔助稀土氧化物粉 體，例如，所述穩(wěn)定四方相氧化鋯粉體、所述氧化釔粉體以及所述其他輔助稀土氧化物粉體 的質(zhì)量比為(85~95): (2~15): (0.5~10)，優(yōu)選的，所述穩(wěn)定四方相氧化錯粉體、所述氧化 釔粉體以及所述其他輔助稀土氧化物粉體的質(zhì)量比為90:7:0.5,這樣，通過在所述穩(wěn)定四 方相氧化鋯粉體摻雜所述稀土氧化物粉體，可以進一步提高所述氧化鋯陶瓷薄片的機械性 能，而且，還可以在后續(xù)的燒結(jié)工藝中，抑制晶粒的長大，從而可以得到晶粒細(xì)小、致密度 高、電學(xué)性能良好的所述氧化鋯陶瓷薄片。
[0028]進一步的，所述其他輔助稀土氧化物粉體包括氧化鑭粉體、氧化鈰粉體、氧化鐠粉 體、氧化釹粉體、氧化钷粉體、氧化釤粉體、氧化銪粉體、氧化釓粉體、氧化鋱粉體、氧化鏑粉 體、氧化鈥粉體、氧化鉺粉體、氧化銩粉體、氧化鐿粉體、氧化镥粉體、氧化鈧粉體，例如，氧 化鑭粉體、氧化鈰粉體、氧化鐠粉體、氧化釹粉體、氧化钷粉體、氧化釤粉體、氧化銪粉體、氧 化釓粉體、氧化鋱粉體、氧化鏑粉體、氧化鈥粉體、氧化鉺粉體、氧化銩粉體、氧化鐿粉體、氧 化镥粉體、氧化鈧粉體的質(zhì)量比為（1~1.5): (1~1.5): (1~1.5): (1~1.5): (1~1.5): (1 ~1.5):(1~1.5):(1~1.5):(1~1.5):(1~1.5):(1~1.5):(1~1.5):(1~1.5):(1~ 1.5):(1~1.5):(1~1.5)，優(yōu)選的，氧化鑭粉體、氧化鈰粉體、氧化鐠粉體、氧化釹粉體、氧 化钷粉體、氧化釤粉體、氧化銪粉體、氧化釓粉體、氧化鋱粉體、氧化鏑粉體、氧化鈥粉體、氧 化鉺粉體、氧化銩粉體、氧化鐿粉體、氧化镥粉體、氧化鈧粉體的質(zhì)量比為1.5:1:1.5:1:1: 1.5:1.5:1:1.5:1.5:1:1.5:1，這樣，更有利于在后續(xù)的燒結(jié)工藝中，抑制晶粒的 長大，從而可以得到晶粒細(xì)小、致密度高、電學(xué)性能良好的所述氧化鋯陶瓷薄片。
[0029] 需要說明的是，所述稀土氧化物指元素周期表中原子序數(shù)為57到71的15種鑭系元 素氧化物，以及與鑭系元素化學(xué)性質(zhì)相似的鈧(Sc)和釔(Y)共17種元素的氧化物。即所述稀 土氧化物包括氧化鑭、氧化鈰、氧化鐠、氧化釹、氧化钷、氧化釤、氧化銪、氧化釓、氧化鋱、氧 化鏑、氧化鈥、氧化鉺、氧化鎊、氧化鐿、氧化镥、氧化鈧以及氧化?乙。
[0030] S120:將所述四方相氧化鋯粉體、所述稀土氧化物粉體和所述溶劑混合，再進行蒸 發(fā)操作將所述溶劑除去，得到混合粉體。
[0031 ] -實施方式中，選取沸點較低的溶劑。例如，所述溶劑包括二元共沸混合溶劑，所 述二元共沸混合溶劑包括乙醇/甲乙酮二元共沸混合溶劑、乙醇/三氯乙烯二元共沸混合溶 劑、三氯乙烯/甲乙酮二元共沸混合溶劑中的至少一種。例如，所述二元共沸混合溶劑為乙 醇/甲乙酮二元共沸混合溶劑，兩者的摩爾比為1:1。采用上述二元共沸混合溶劑可以在后 續(xù)的光固化過程中，具有沸點低、易蒸發(fā)除去，即揮發(fā)快、干燥時間短、溶劑用量少、無需干 燥過程、對粉體濕潤性強、后續(xù)除泡較簡單的優(yōu)點。
[0032] 此外，所述溶劑采用上述二元共沸混合溶劑可以減小與所述四方相氧化鋯粉體和 所述稀土氧化物粉體的表面張力，從而可以提高對所述四方相氧化鋯粉體