氧化锆——石墨自润滑复合陶瓷材料 .pdfVIP

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN1132731A

(43)申请公布日1996.10.09

(21)申请号CX

(22)申请日1995.12.28

(71)申请人中国科学院兰州化学物理研究所

地址730000甘肃省兰州市城关区天水路236号

(72)发明人刘惠文薛群基刘维民杨生荣

(74)专利代理机构中国科学院兰州专利事务所

代理人方晓佳

(51)Int.CI

C04B35/488

C04B35/486

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

氧化锆——石墨自润滑复合陶瓷材

料

(57)摘要

本发明提供一种氧化锆——石墨自

润滑复合陶瓷材料。将纳米ZrO

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种氧化锆-石墨自润滑复合陶瓷材料，选用配方(wt％)为纳米

ZrOsub2/sub90，石墨润滑剂1～4，烧结助剂

Bisub2/subOsub3/sub5～8，晶粒生长抑制剂

Alsub2/subOsub3/sub和SiOsub2/sub0.62-2。

2.如权利要求1所述的材料，其特征在于二氧化锆陶瓷粉为用3％mol氧化钇做结

构稳定剂的四方相二氧化锆，其粒度为10nm。

3.如权利要求1所述的材料，其特征在于石墨的粒度为30μm。

4.如权利要求1所述的材料，其特征在于Bisub2/subOsub3/sub、

Alsub2/subOsub3/sub和SiOsub2/sub均为分析纯试剂。

5.如权利要求1所说的氧化锆-石墨自润滑复合陶瓷材料的烧结方法包括粉料在一

定配比的混合、冷压成型及生坯的热压烧结等步骤，其特征在于：

(1)使用不锈钢模具，双向加压，在比压为400-500MPa，保压时间为1-3分钟条件

下预压成型；

(2)使用强化石墨模具，在1300～1350℃，保压时间15-30分钟，实行双向加压，

比压为10-20MPa的操作条件下进行烧结。

说明书

本发明涉及一种氧化锆-石墨自润滑复合陶瓷材料及其制备方法。

众所周知氧化锆(TZP)陶瓷是一种用途极为广泛的结构材料，在刀具、轴承、密封

件、发动机部件以及生物体植入材料等领域均有较好的应用。但通常在无润滑状态

下氧化锆陶瓷的摩擦系数和磨损率都比较高，因而阻碍了其优异性能的发挥。而通

常的液体润滑、气体润滑、固体润滑和表面改性等技术很难同时满足以下三个条件：

(1)可在高温、真空、腐蚀介质及重载等苛刻条件下使用；(2)易于补充或不需补充；

(3)易于实施。

本发明旨在提供一种新型自润滑氧化锆-石墨复合陶瓷材料及其低温快速烧结方法。

本发明通过使用纳米二氧化锆粉，石墨润滑剂和适当的烧结助剂，在较低温度下热

压烧成致密的氧化锆-石墨自润滑复合陶瓷。

本发明使用的配方(wt％)为纳米二氧化锆90，石墨1～4，

Bisub2/subOsub3/sub5～8，Alsub2/subOsub3/sub和

SiOsub2/sub0.62～2。

本发明使用的配方中纳米二氧化锆粉为用3％mol氧化钇做结构稳定剂的四方相二

氧化锆[ZrOsub2/sub(Ysub2/subOsub3/sub3％mol)]，是基体相成分，

其粒度为10nm；石墨为润滑剂，其粒度为30μm；Bisub2/subOsub3/sub

为烧结助剂；Alsub2/subOsub3/sub和SiOsub2/sub为晶粒生长抑制剂。

Bisub2/subOsub3/sub，Alsub2/subOsub3/sub和SiOsub2/sub

均为分析纯试剂。

本发明的制备方法包括粉料在一定配比下的混合、冷压成型及生坯的热压烧结等步

骤，其特征在于：

1.将粉料在一定配比下均匀