[发明专利]一种纳米稀土镧掺杂钼粉的方法

说明书

技术领域

     本发明属稀土材料领域，具体涉及一种纳米稀土镧掺杂钼粉的方法。 

  

背景技术

    钼和钼合金具有熔点高、高温强度高、导热导电性能好、热膨胀系数低及耐熔盐和液态轻金属腐蚀等优点，广泛应用于电子工业、化学工业、冶金工业及航空航天工业。但再结晶温度低、加工形变时断裂脆性以及高温抗氧化能力差等缺陷限制了纯钼作为结构材料的广泛应用。掺杂稀土元素是提高纯钼再结晶温度的有效方法，掺杂稀土的钼材不仅具有良好的高温强度、抗蠕变性能，而且经高温再结晶退火后，常温下具有优良的塑性。目前较成熟且已应用于工业生产的掺杂工艺为固固掺杂和液固掺杂。但固固掺杂和液固掺杂易引起掺杂元素偏析，掺杂元素含量不稳定，导致所制得的钼材达不到理想的性能要求。液液掺杂是1 种新技术与工艺，目前很少研究和报道。周美玲等采用液液法和溶胶凝胶技术制备了纳米级的掺杂钼粉，但对具体掺杂工艺，如溶液pH 值、络合剂添加量、成胶工艺、干燥方式、热处理温度及时间等未进行详尽的报道。同时上述方法制备过程中出现化学反应沉淀物。 

  

发明内容

为了制备掺杂均匀的稀土镧掺杂纳米钼粉，同时消除液液掺杂过程中的化学反应沉淀物，本发明提出一种一种纳米稀土镧掺杂钼粉的方法。 

本发明一种纳米稀土镧掺杂钼粉的方法，按照以下步骤进行： 

（1）将仲钼酸铵、稀土硝酸镧以及络合剂柠檬酸以溶液的方式混合，用HNO₃ 和NH₃ 水调节溶液pH 值为1~3，使柠檬酸根离子与钼酸根离子及稀土离子络合成稳定的化合物，溶液在70~90 ℃下水浴成透明的淡黄色溶胶，在100~120 ℃下烘干后得到干凝胶；

（2）将干凝胶在560 ℃烧结6h，然后在四管烧结还原炉中以氢气为还原剂进行两步还原，分别得到掺杂MoO₃ 粉和Mo 粉，两步还原的还原温度分别为540 ℃和980 ℃，制备出颗粒圆整且分布均匀的纳米掺杂稀土钼粉，掺杂相尺寸在100 nm 以下，掺杂钼粉颗粒尺寸在300~500 nm。

本发明采用溶胶凝胶法制备纳米稀土掺杂钼粉，溶液pH 值的调控和柠檬酸的添加量是工艺的关键。当初始溶液的pH=1、柠檬酸与仲钼酸铵的质量比控制在1.5: 1 时，可以制备出颗粒圆整且分布均匀的纳米掺杂稀土钼粉，掺杂相尺寸在100 nm 以下，掺杂钼粉颗粒尺寸在500 nm 左右。 

在掺杂MoO3 粉中，镧以La2O3 或La-Mo 复合氧化物形式存在，稀土颗粒粘附在MoO3 颗粒表面。在掺杂MoO3 粉的还原过程中La-Mo 复合氧化物分解，在摻杂钼粉中镧以La2O3 的形式存在。 

    本发明采用液液掺杂新工艺和溶胶凝胶法制备稀土镧摻杂钼粉，不仅制备掺杂均匀的稀土镧掺杂纳米钼粉，同时消除液液掺杂过程中的化学反应沉淀物。 

  

具体实施方式

实施例1

一种纳米稀土镧掺杂钼粉的方法，按照以下步骤进行：

（1）将仲钼酸铵、稀土硝酸镧以及络合剂柠檬酸以溶液的方式混合，用HNO₃ 和NH₃ 水调节溶液pH 值为1，使柠檬酸根离子与钼酸根离子及稀土离子络合成稳定的化合物，溶液在90 ℃下水浴成透明的淡黄色溶胶，在120 ℃下烘干后得到干凝胶；

（2）将干凝胶在560 ℃烧结6h，然后在四管烧结还原炉中以氢气为还原剂进行两步还原，分别得到掺杂MoO₃ 粉和Mo 粉，两步还原的还原温度分别为540 ℃和980 ℃，制备出颗粒圆整且分布均匀的纳米掺杂稀土钼粉，掺杂相尺寸在100 nm 以下，掺杂钼粉颗粒尺寸在300 nm。

  

实施例2

一种纳米稀土镧掺杂钼粉的方法，按照以下步骤进行：

（1）将仲钼酸铵、稀土硝酸镧以及络合剂柠檬酸以溶液的方式混合，用HNO₃ 和NH₃ 水调节溶液pH 值为1，使柠檬酸根离子与钼酸根离子及稀土离子络合成稳定的化合物，溶液在70 ℃下水浴成透明的淡黄色溶胶，在100 ℃下烘干后得到干凝胶；