[发明专利]纳米CePO4包覆ZrO2粉体的水热制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种本发明涉及一种无机复合粉体的制备方法，特别是涉及一种纳米CePO₄包覆ZrO₂粉体的水热制备方法。 

背景技术

氧化物陶瓷(如Al₂O₃、ZrO₂)在高温氧化环境中很稳定，并且在硬度、弹性特征和热传导率等方面都有优于其它材料，但可加工性差；而单相磷酸盐(如LaPO₄、CePO₄)具有良好的“塑性”或“延性”特征，具有良好的加工性，但力学性能很差。氧化物陶瓷与磷酸盐之间结合较弱，且化学相容性好，为了提高氧化物陶瓷材料(如ZrO₂，Al₂O₃)的可加工性，人们把稀土磷酸盐(CePO₄，LaPO₄)添加到氧化物陶瓷基体中，突破了陶瓷在加工性能上的限制，使陶瓷材料具有更加广阔的应用前景。 

国内外很多研究学者认为ZrO₂/CePO₄复相陶瓷中的弱界面处受力时形成微裂纹并发生偏转、分支和桥联；当CePO₄含量少时，裂纹呈连续扩展，加工损伤严重，加工困难；而加入量大时，裂纹发散，加工损伤小，但力学性能下降明显。 

水热法又称热液法，具有晶粒发育完整、粒径很小且分布均匀、团聚程度较轻、易得到合适的化学计量比和晶粒形态、不需高温煅烧和球磨等特点。由于水在一定温度和压强下，处于超临界状态，物理性质和化学性质都发生了很大的变化，反应活性大大提高。所以在水热条件下可提供一个在常压条件下无法得到的高温高压的特殊的物理化学环境，使前驱物在反应系统中得到充分溶解，并达到一定的过饱和，形成原子或分子生长基元，其内在的驱动力可导致晶粒的各向异性生长。 

发明内容

本发明的目的是提供一种采用水热法制备纳米CePO₄包覆ZrO₂粉体的方法。此工艺可进一步控制团聚的发生，获得稳定性更好、粒径分布均匀的粉体。 

一种纳米CePO₄包覆ZrO₂粉体的水热制备方法，其特征在于首先配置不同浓度的Na₃PO₄与CeCl₃水溶液，然后在常温磁力搅拌下，将CeCl₃水溶液向与其等浓度等体积的Na₃PO₄水溶液中缓慢滴加，即会有白色沉淀生成；随后再用稀盐酸滴加至混合溶液变澄清，此时混合 溶液pH约为0.5～1.5；随后加入一定量的ZrO₂粉体，经强磁力搅拌50～100min，多次超声以后得混合悬浮液；将上述混合悬浮液倒入水热釜中，在不同的温度下(80～250℃)水热处理8～12h；水热产物经过滤，水洗，醇洗，放入干燥箱中干燥，即得包覆粉体。 

本发明的有益效果在于：本发明提供的制备方法简单，并获得了不同晶型和形貌的CePO₄包覆在ZrO₂晶粒周围的弱界面，使棒状或针状CePO₄形成一种支架结构，纵横交错地包覆在ZrO₂颗粒周围。通过这样的设计，可以减少CePO₄在CePO₄/ZrO₂复合陶瓷中的含量，来进一步提高其复合陶瓷的可加工性。 

附图说明

图1为反应物浓度为0.05mol/L时，纯ZrO₂，100℃和200℃水热合成的包覆粉体的XRD图谱。 

图2为反应物浓度为0.05mol/L时，纯ZrO₂，100℃水热合成的包覆粉体的TEM图谱。 

图3为纯ZrO₂，CePO₄和包覆粉体的Zata电位图。 

具体实施方式