La Cerámica de óxido de circonio tiene alta resistencia, alta tenacidad, resistencia al desgaste, resistencia a la corrosión y otras propiedades excelentes, y se usa ampliamente en moldes, herramientas de corte, Rodamientos cerámicos, componentes electrónicos, materiales biomédicos y otros campos. En la actualidad, como las cerámicas de circonio se utilizan ampliamente en el campo de los productos electrónicos, especialmente como placas posteriores de teléfonos móviles, su color único ha restringido su aplicación y no puede satisfacer los requisitos de las personas en cuanto a la apariencia de los dispositivos estructurales. Por lo tanto, desarrollar colores ricos y coloridos puede ser una gran ventaja. Ha ampliado enormemente los campos de aplicación de los materiales cerámicos de circonio y tiene amplias perspectivas de desarrollo.
1. Descripción general de las cerámicas de circonio coloreadas
Con el continuo desarrollo de la tecnología, los métodos de síntesis de cerámicas de circonio coloreadas se están diversificando cada vez más. La clave de su tecnología de preparación es que la fase coloreada (como CoO, Cr2O3, Fe2O3, etc.) se puede distribuir uniformemente en la matriz cerámica. Las cerámicas de circonio coloreadas investigadas y sintetizadas deben lograr una estructura cristalina estable, colores brillantes y uniformes, buena estabilidad química y a altas temperaturas, y no destruir sus propiedades inherentes.
Para las cerámicas de circonio coloreadas, debido al pequeño tamaño de las partículas, la gran superficie y la alta energía superficial de las partículas que constituyen la matriz y la fase coloreada, la fuerza capilar, la atracción electrostática y la fuerza de Van der Waals entre las partículas son prominentes. En el entorno, las partículas de nanopolvo son extremadamente fáciles de aglomerar en partículas más grandes, lo que conduce a una reducción significativa de las propiedades físicas y químicas relativamente buenas de las cerámicas nanocompuestas. Por lo tanto, para preparar cerámicas de circonio con buen rendimiento y varios colores, es necesario superar el fenómeno de aglomeración y hacer que la fase coloreada se disperse uniformemente en el material de la matriz cerámica.
2. Método de preparación de cerámicas de circonio coloreadas
Los métodos de preparación de cerámicas de circonio coloreadas incluyen principalmente: método de mezcla en fase sólida, método de coprecipitación química, método de infiltración en fase líquida, método de cementación a alta temperatura, etc.
1. Método de mezcla en fase sólida
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El método de mezcla en fase sólida utiliza tecnología de molienda de bolas mezcladoras para preparar polvo de circonio coloreado. Mezcla y muele partículas de óxido, como colorantes y mineralizadores, con nanopolvo de circonio estable de acuerdo con una determinada proporción química. Los granos de partículas sólidas se refinan en el proceso y se produce un proceso que conduce a reacciones químicas a baja temperatura. distorsión de la red, aumento de la energía superficial y otros fenómenos.
En la actualidad, el método de mezcla en fase sólida es el método principal para preparar cerámicas de circonio coloreadas. Sus ventajas son: proceso simple, bajo costo, operación conveniente y fácil industrialización. Las desventajas son: no se puede superar la aglomeración de nanopartículas, la fase colorante y las nanopartículas de la matriz se mezclan de manera desigual y el tiempo de molienda de bolas es largo. El medio de molienda de bolas o la atmósfera pueden causar una contaminación grave al polvo.
2. Método de coprecipitación química
El método de coprecipitación química utiliza sal de circonio, sal estabilizadora y solución de sal de iones coloreados para mezclar, reaccionar con álcali o carbonato, etc. para generar conjuntamente un precipitado de hidróxido o carbonato, y luego calentar y descomponer para obtener un compuesto de óxido de circonio. En el método de coprecipitación, los cationes metálicos en la solución precipitan simultáneamente debido al exceso de precipitante para formar una mezcla, y en especialEn este caso, se requiere que el óxido compuesto precipitado o su precursor cumpla una determinada relación estequiométrica, y los cationes precipitarán en una determinada relación.
Las ventajas del método de coprecipitación química son: el polvo de circonio obtenido tiene alta pureza y excelente rendimiento. Su desventaja es que debido a los iones complejos coprecipitados de la circona coloreada, la reacción en el posterior proceso de sinterización es complicada. El estabilizador de circona puede reaccionar inesperadamente con los iones coloreados y, por lo tanto, consumirse en grandes cantidades. Esto afecta, por un lado, al rendimiento de los productos finales de circonio coloreado y, por otro lado, también a las propiedades ópticas de desarrollo del color de los iones coloreados.
3. Método de infiltración en fase líquida
El método de infiltración en fase líquida consiste en extraer y desengrasar primero el cuerpo cerámico de circonio moldeado por inyección con agua para obtener un cuerpo verde con una estructura de poros conectados, y luego colocarlo en una solución que contiene iones de fase coloreada para la infiltración. Los iones de la fase coloreada penetran en el interior del cuerpo desde la superficie del cuerpo verde a través de los poros; la profundidad de la infiltración está controlada por la duración del tiempo de infiltración y finalmente se producen varias cerámicas de circonio coloreadas con excelentes propiedades. Además, el cuerpo verde obtenido mediante extracción con agua y desengrasado se utiliza directamente para la impregnación porque después de la extracción con agua y el desengrasado, se formará una estructura vacía uniforme y conectada dentro del cuerpo verde, lo que facilita la distribución uniforme de los iones de fase coloreados en el verde. cuerpo. Mientras la impregnación esté completa, se pueden preparar cerámicas de circonio coloreadas con un color uniforme.
Las ventajas del método de infiltración en fase líquida son que el proceso es más simple y las cerámicas de circonio coloreadas preparadas tienen ventajas obvias en cuanto a uniformidad del color y propiedades físicas. Además, el método de infiltración en fase líquida puede aprovechar al máximo el moldeo por inyección para producir varios cuerpos verdes de circonio de formas complejas, produciendo así varias cerámicas de circonio coloreadas de formas complejas.
4. Método de carburación/nitrógeno a alta temperatura
El método de cementación a alta temperatura se utiliza principalmente para preparar cerámicas de circonio negro. El proceso consiste en procesar las cerámicas de circonio en espacios en blanco, realizar un desengrasado y desparafinado normales y luego galletar las cerámicas de circonio procesadas a baja temperatura sin atmósfera protectora. Se sinteriza a alta temperatura en condiciones de protección al vacío. Se utiliza un crisol de grafito para colocar la pieza de trabajo durante la sinterización y se coloca papel de grafito sobre la superficie de la pieza de trabajo. Utilice grafito para penetrar la superficie de circonio a altas temperaturas para lograr una coloración negra de las cerámicas de circonio.color.
Además, los investigadores utilizaron nitruración por plasma a alta temperatura para preparar materiales cerámicos de circonio dorado.
3. Aplicación de cerámica de circonio de colores>strong>
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1. Panel posterior del teléfono móvil
Las cerámicas de circonio utilizadas en las placas posteriores de los teléfonos móviles no tienen interferencias, no tienen magnetismo, tienen una fuerte recepción de señal, tienen varios colores y nunca se desvanecen. Además, también se pueden usar para cubiertas cerámicas para módulos de reconocimiento de huellas dactilares.
2. Partes de apariencia portátil inteligente
El material cerámico de circonio es resistente a los arañazos, no protege y se siente cálido y húmedo al tacto.Tiene textura, buena resistencia a la corrosión y biocompatibilidad, y se utiliza en piezas inteligentes con apariencia portátil.
3. Cuchillos de cerámica
Los cuchillos cerámicos de óxido de circonio tienen excelentes propiedades, como resistencia ultraalta, resistencia al desgaste, bordes afilados, no se oxidan, no tienen olor y son duraderos.
