[发明专利]氧化锌透明陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及氧化锌透明陶瓷的制备方法。

背景技术

氧化锌是一种无机非金属材料，用于压敏陶瓷、闪烁体、气敏传感器、光电传感器和紫外发光等器件的应用和研究。氧化锌陶瓷常用的是粉末烧结法，即氧化锌压制成型后经过高温烧结形成氧化锌陶瓷。粉末烧结法制备的氧化锌陶瓷由于气孔和晶界的散射致使陶瓷不透光，烧结过程中氧化锌晶粒长大不能获得氧化锌纳米陶瓷。纳米陶瓷可以通过放电等离子体烧结技术制备，但是放电等离子体烧结技术制备的纳米陶瓷通常会引入大量的晶体缺陷。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种氧化锌透明陶瓷的制备方法。

本发明采用溶胶凝胶法，金属锌浸泡在双氧水水溶液中与双氧水发生化学反应生成氢氧化锌胶粒，水溶液在空气中蒸发之后，氢氧化锌溶胶胶粒生成凝胶，然后将凝胶烧结生成氧化锌透明陶瓷。

本发明包括以下步骤：

步骤(1)、将金属锌片和浓度为20～36%双氧水放入容器中，锌与双氧水水溶液的质量比为1～5：50，在10～30℃条件下保温10～60天，获得氢氧化锌溶胶；

步骤(2)、将步骤（1）获得的氢氧化锌溶胶在10～20℃条件下蒸发去除双氧水溶液，获得氢氧化锌凝胶，双氧水溶液的蒸发速度要缓慢，蒸发速度为每24小时蒸发0.5～1%；

步骤(3)、将步骤（2）获得的氢氧化锌凝胶在60～100℃烘干10～24小时，然后在260～400℃的条件下热处理1～3小时，自然冷却，获得氧化锌透明纳米陶瓷。

本发明的有益效果为：所制备的氧化锌陶瓷为透明纳米陶瓷，光学近代宽度为3.3eV左右，对应吸收边波长375～390纳米，对紫外线强烈吸收，本发明制备工艺简单。

具体实施方式

实施例1：

步骤(1)、将金属锌片和20%浓度的双氧水放入容器中，锌与双氧水水溶液的质量比为1：50，在30℃条件下保温60天，获得氢氧化锌溶胶；

步骤(2)、将步骤（1）获得的氢氧化锌溶胶在10℃条件下蒸发去除双氧水溶液，获得氢氧化锌凝胶，双氧水溶液的蒸发速度要缓慢，蒸发速度为每24小时蒸发1%；

步骤(3)、将步骤（2）获得的氢氧化锌凝胶在60℃烘干24小时，然后400℃热处理3小时，自然冷却，获得氧化锌透明纳米陶瓷。

实施例2：

步骤(1)、将金属锌片和36%浓度的双氧水放入容器中，锌与双氧水水溶液的质量比为1：10，在10℃条件下保温10天，获得氢氧化锌溶胶；

步骤(2)、将步骤（1）获得的氢氧化锌溶胶在20℃条件下蒸发去除双氧水溶液，获得氢氧化锌凝胶，双氧水溶液的蒸发速度要缓慢，蒸发速度为每24小时蒸发0.5%；

步骤(3)、将步骤（2）获得的氢氧化锌凝胶在100℃烘干10小时，然后260℃热处理1小时，自然冷却，获得氧化锌透明纳米陶瓷。

实施例3：

步骤(1)、将金属锌片和30%浓度的双氧水放入容器中，锌与双氧水水溶液的质量比为1：25，在20℃条件下保温30天，获得氢氧化锌溶胶；

步骤(2)、将步骤（1）获得的氢氧化锌溶胶在15℃条件下蒸发去除双氧水溶液，获得氢氧化锌凝胶，双氧水溶液的蒸发速度要缓慢，蒸发速度为每24小时蒸发0.8%；

步骤(3)、将步骤（2）获得的氢氧化锌凝胶在80℃烘干15小时，然后300℃热处理2小时，自然冷却，获得氧化锌透明纳米陶瓷。