[发明专利]一种可逆热致变色Cr:Al2

摘要

本发明公开了一种可逆热致变色Cr:Al2O3陶瓷材料的制备与应用，制备方法是首先按照所需Cr3+的掺杂浓度称量氧化铬粉体和氧化铝粉体，与无水乙醇、氧化锆磨球、烧结助剂一起放入尼龙PA罐中进行球磨混和，将制得的浆料干燥过筛后锻烧去除有机残余物，然后经过干压成型，再经过冷等静压得到素坯；素坯真空/还原气氛烧结；将烧制好的陶瓷置于马弗炉中热处理，随炉冷却至室温，经平面粗磨后即得到Cr:Al2O3陶瓷材料。本发明制得的Cr:Al2O3陶瓷的相成分为氧化铝纯相，在25～600℃温度范围内颜色变化可逆，可用于可逆热致变色传感器，适用于600℃以内的温度环境中的温度测量，原料来源广泛，制备工艺简单。

主权项

1.一种可逆热致变色Cr:Al2O3陶瓷材料的制备方法，其特征在于，具体步骤是：(1)按照所需Cr3+的掺杂浓度分别称量氧化铬粉体Cr2O3和氧化铝粉体Al2O3，外加质量分数为1.0％～2.5％的正硅酸乙酯、质量分数为0.05％～0.1％的氧化镁、质量分数为0.5％～1.5％的氧化硼作为烧结助剂，与无水乙醇和氧化锆磨球一起放入尼龙PA球磨罐中进行行星式球磨混合，其中Cr3+的掺杂浓度为5at.％～45at.％；(2)将步骤(1)球磨后的混和浆料置于干燥箱中干燥，干燥后的混合粉体过80～250目筛，过筛3～6遍，然后在空气气氛下煅烧，以除去残留有机物；(3)将步骤(2)煅烧后的混合粉体放入磨具中干压成型，采用轴向双向加压方式，压力为20～30MPa，保压时间30～60s；(4)干压成型后，从磨具中取出素坯，在真空封装机上进行塑封，之后进行冷等静压；(5)将步骤(4)得到的陶瓷素坯放入真空烧结炉中，在真空度大于5.0×10‑4Pa、1450～1650℃条件下保温8h～100h或将陶瓷素坯放入气氛烧结炉中，在含5％～10％氢气的氮气气氛中，1450～1650℃条件下保温5～50h；(6)步骤(5)烧结后的陶瓷材料在1100～1400℃马弗炉中退火，随炉降至室温，经平面粗磨后即得到Cr:Al2O3陶瓷材料。