Krāsainais cirkonija oksīds parāda bagātīgas krāsas galvenokārt tāpēc, ka tam ir pievienoti dažādi retzemju elementi, metāla elementi, oksīdi un citi materiāli. Pamatojoties uz tās labo bioloģisko saderību, izcilo metālisko spīdumu un labām mehāniskajām īpašībām, krāsainā cirkonija keramika tiek arvien plašāk izmantota ikdienas dzīvē, tostarp medicīnas un zobu atjaunošanas materiālos, dekorēšanas nozarēs un mobilo viedtālruņu termināļos un citās jomās.
Krāsainā cirkonija keramikas sagatavošana
Krāsainā cirkonija dioksīda sagatavošana būtībā ir tāda, lai krāsvielu varētu vienmērīgi sadalīt cirkonija matricā. Kompozītmateriālu keramikai, jo īpaši nanokompozītmateriālai keramikai, pateicoties mazam daļiņu izmēram, lielam īpatnējam virsmas laukumam un lielai elektrostatiskajai pievilkšanai un van der Vāla spēkam starp tonera daļiņām un cirkonija oksīda matricas daļiņām, tonera daļiņām un cirkonija daļiņām tas ir viegli. oksīda matricas daļiņas aglomerējas, kas radīs ne tikai nevienmērīgu nanokompozītu keramikas krāsu, bet arī ietekmēs tās mehāniskās īpašības.
Tādējādi galvenais, lai sagatavotu krāsainu cirkonija keramiku ar izcilām mehāniskajām īpašībām un krāsainību, ir tas, vai var pārvarēt pulvera daļiņu aglomerāciju. Lai sagatavotu cirkonija keramiku ar labu veiktspēju un dažādām krāsām, ir jāatrod piemērota dispersijas metode. Parasti tiek izmantotas šādas sagatavošanas metodes:
Cietās fāzes sajaukšana
Šī metode ir nozarē visbiežāk izmantotā krāsainā cirkonija keramikas sagatavošanas metode. Oksīda daļiņas, piemēram, krāsvielas un mineralizatorus, sajauc un lodīšu veidā sasmalcina ar stabilu cirkonija nanopulveri atbilstoši noteiktai ķīmiskajai attiecībai. Cietās daļiņas tiek attīrītas šī procesa laikā, un rodas tādas parādības kā mikroplaisas, režģa deformācija un virsmas enerģijas pieaugums, kas ir labvēlīgi zemas temperatūras ķīmisko reakciju realizēšanai. Tam ir vienkārša procesa priekšrocības, zemas izmaksas, ērta darbība un vienkārša industrializācija. Tomēr šī metode nevar pārvarēt nanodaļiņu aglomerācijas problēmu.
Ķīmiskā līdzizgulsnēšana
Šī metode ir izmantot cirkonija sāli, stabilizatora sāli un krāsainu jonu sāls šķīdumu, lai sajauktu, reaģētu ar sārmu vai karbonātu utt., lai kopīgi radītu hidroksīda vai karbonāta nogulsnes, un pēc tam karsē un sadalās, lai iegūtu cirkonija oksīda kompozīta pulveri. . Process ir salīdzinoši sarežģīts, bet iegūtajam pulverim ir augsta tīrība un lieliska veiktspēja. Vienlaikus, izmantojot ķīmiskās nogulsnēšanas metodi, ir jāpievērš uzmanība cieto aglomerātu veidošanai.
Šķidrās fāzes infiltrācija
Šīs metodes priekšrocība ir tāda, ka krāsvielu jonus var vienmērīgi izkliedēt cirkonija oksīda matricā, un vienlaikus var sagatavot kompozītmateriālus un gradienta materiālus. Turklāt iesmidzināšanu var izmantot, lai iegūtu dažādu formu cirkonija zaļos ķermeņus, un pēc tam ar šķidrās fāzes infiltrācijas palīdzību var sagatavot dažādu formu krāsainu cirkonija oksīda keramiku.
Krāsainās cirkonija keramikas saķepināšana
Saķepināšanas metode ietekmē arī krāsainā cirkonija keramikas darbību un krāsu. Līdz ar starpdisciplīnu un zinātnes un tehnoloģiskā līmeņa uzlabošanos, papildus tradicionālajām saķepināšanas metodēm, ir radušās daudzas jaunas saķepināšanas metodes:
Spark Plazmas saķepināšana
Šīs metodes lielākā ietekme uz cirkonija keramikas stingrību ir saķepināšanas temperatūra, kam seko saķepināšanas laiks. Pēc testēšanas optimālā saķepināšanas temperatūra ir 1400 grādi un optimālais saķepināšanas laiks ir 5 minūtes. Ar šo metodi saķepinātajai cirkonija keramikai ir augsta cietība un izturība pret lūzumiem.
Saķepināšana mikroviļņu krāsnī
Saķepināšanai mikroviļņu krāsnī ir neaizvietojamas priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām saķepināšanas metodēm. Tā ir vispārēja apkures metode. Materiāls pārvērš absorbēto mikroviļņu enerģiju starpmolekulārajā kinētiskajā enerģijā un siltumenerģijā, lai panāktu materiāla kopējās sildīšanas efektu. Materiāla iekšējā temperatūras gradients ir mazs, tāpēc tas reti izraisa materiāla plaisāšanu nevienmērīgas sildīšanas dēļ. . Ar šo saķepināšanas metodi sagatavotā cirkonija fizikālās īpašības ir labākas.
Krāsainās cirkonija keramikas krāsu klasifikācija
Sarkanā sistēma
Dažos pētījumos ir atklāts, ka dzelzs oksīdu (Fe2O3) izmanto kā krāsvielu un 3YSZ izmanto kā matricu, lai pagatavotu oranžsarkanu cirkonija keramiku. Sarkanuma vērtība var sasniegt līdz 20, un kopā ar augstu dzeltenuma vērtību, tā krāsa nav Tā nevar izpildīt sarkanās prasības, un dzelzs oksīda pievienošana ievērojami samazina 3YSZ sistēmas mehāniskās īpašības, ievērojami ierobežojot tās rūpniecisko pielietojumu. Tāpēc sarkanā keramika ir kļuvusi par retāko keramikas veidu, ko nevar ražot masveidā.
Melnā sistēma
Tā kā ķīmiskā izejviela kobalta oksīds ir maz un dārga, lai samazinātu izmaksas, cilvēki izmanto kobaltu nesaturošas melnā cirkonija keramikas krāsvielas, kas izgatavotas no MnO2, Fe2O3 un Cr2O3, lai sadedzinātu spineli trīs dažādās krāsās, tas ir, tumšā. Brūns ferohroma spinelis, tumši sarkans feromangāna spinelis, tumši zaļš hroma mangāna spinelis. Pielāgojot sastāvdaļu proporciju, lai kontrolētu katra spineļa saturu, un trīs krāsas mijiedarbojas viena ar otru, var iegūt stabilu melnu krāsvielu, kas ievērojami samazina izmaksas un uzlabo ekonomiskos ieguvumus.
Zilā sistēma
Pašlaik zilie keramikas pigmenti galvenokārt ietver vanādija-cirkonija zilo materiālu kā krāsvielu, kobalta-alumīnija spineli, niķeļa-alumīnija spineli un spineļa tipa krāsvielas, kas izmanto citus jonus, lai aizstātu kobalta jonu stāvokli, heksaaluminātu saistītās krāsvielas, ko attēlo sāls un lantāna krāsvielas. , pamatojoties uz krāsu atveides veiktspējas un mehānisko īpašību nodrošināšanu, turpināt pētīt videi draudzīgas un ekonomiskas zilās krāsvielas joprojām ir aktuālo pētījumu virzienu uzmanības centrā.
