[发明专利]一种氧化钇-氧化镁纳米复合粉体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种氧化钇‑氧化镁纳米复合粉体及其制备方法。所述制备方法包括：配制包含钇离子和镁离子的金属离子溶液，然后向金属离子溶液中加入分散剂，得到反应溶液；将反应溶液和络合剂混合，调节混合体系的pH，然后将混合体系进行时效反应，得到溶胶体系；将溶胶体系进行溶胶‑凝胶化处理，得到湿凝胶；将湿凝胶进行冷冻干燥，得到干凝胶粉末；将干凝胶粉末进行煅烧，得到所述氧化钇‑氧化镁纳米复合粉体。该制备方法采用氧化镁做为第二相引入氧化钇多晶材料中，形成纳米复合陶瓷，可改善单相多晶透明陶瓷的缺陷，抑制氧化钇制晶粒长大；通过调节溶胶‑凝胶制粉工艺获得形貌均匀、分散性好，粒径小于20nm的氧化钇‑氧化镁纳米复合粉体。

技术领域

本发明涉及陶瓷粉体材料技术领域，尤其涉及一种氧化钇-氧化镁纳米复合粉体及其制备方法。

背景技术

氧化钇是一种重要的陶瓷材料，同时也是应用较多的稀土氧化物之一。氧化钇材料具有非常多的用途，如其弥散在合金中可得到超耐热合金，可烧结成高强度高韧性的陶瓷，以及氧化钇超细粉体能显著提高彩电的图像质量和荧光灯的发光效率、使用寿命等。随着高技术的发展，氧化钇材料在电子、航空、航天、原子能等领域的应用日益广泛，对氧化钇粉体粒度的要求也越来越高。

传统氧化钇材料由于原料及工艺的限制，晶粒在烧结过程中会异常长大，影响其高温力学性能。另外，为了得到组织结构均匀的纳米陶瓷，制备粒度均一，组分均匀的纳米粉体尤为重要，而目前的单相氧化钇材料的粒径一般为微米级，很难达到纳米级，并且目前的氧化钇材料也存在粒度不均一，分散性较差，易团聚的问题。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的是如下一个或多个技术问题：

传统氧化钇材料由于原料及工艺的限制，晶粒在烧结过程中会异常长大，影响其高温力学性能；

单相氧化钇粉体材料的粒径一般为微米级，很难达到纳米级；

目前的氧化钇粉体材料也存在粒度不均一，分散性较差，易团聚的问题。

(二)技术方案

为了解决上述一个或多个技术问题，本发明提供了如下技术方案：

1、一种氧化钇-氧化镁纳米复合粉体的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

(1)配制包含钇离子和镁离子的金属离子溶液，然后向金属离子溶液中加入分散剂，得到反应溶液；

(2)将反应溶液和络合剂混合，调节混合体系的pH，然后将混合体系进行时效反应，得到溶胶体系；

(3)将溶胶体系进行溶胶-凝胶化处理，得到湿凝胶；

(4)将湿凝胶进行冷冻干燥，得到干凝胶粉末；

(5)将干凝胶粉末进行煅烧，得到所述氧化钇-氧化镁纳米复合粉体。

2、根据技术方案1所述的制备方法，所述络合剂选用EDTA并且将混合体系的pH调节至5～6。

3、根据技术方案1或2所述的制备方法，采用氨水和硝酸溶液调节混合体系的pH；优选地，氨水的浓度为1～1.5mol/L，硝酸溶液的浓度为1～1.5mol/L。

4、根据技术方案1至3中任一项所述的制备方法，所述络合剂的摩尔量与钇离子和镁离子的摩尔量之和的比值为(1～3):1。

5、根据技术方案1至4中任一项所述的制备方法，在所述金属离子溶液中，钇离子和镁离子的摩尔比为1：(1.8～2.2)。

6、根据技术方案1至5中任一项所述的制备方法，所述金属离子溶液中的钇离子和镁离子的总浓度为0.7～0.8mol/L。