[發(fā)明專利]一種透明陶瓷材料及其制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110431439.6
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102515752A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 易海蘭;鄒小慶;周國紅;楊燕;王士維
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/622
• 代理公司: 上海海頌知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31258
• 代理人: 何葆芳

1.一種透明陶瓷材料，其特征在于：為鋯酸鑭釔陶瓷，其化學(xué)式為LaYZr₂O₇。

2.一種權(quán)利要求1所述的透明陶瓷材料的制備方法，包括：粉體制備、成型、燒結(jié)和退火熱處理步驟，其特征在于：所述的粉體制備采用甘氨酸-硝酸鹽燃燒法；所述的成型采用注漿成型工藝或干壓結(jié)合冷等靜壓成型工藝。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于，采用甘氨酸-硝酸鹽燃燒法制備粉體的步驟如下：按照Zr∶La∶Y的摩爾比為2∶1∶1稱取硝酸鋯、硝酸鑭和硝酸釔，配制成硝酸鹽水溶液；加入燃燒劑甘氨酸，攪拌使完全溶解；調(diào)節(jié)溶液的pH值為3～5；加熱使發(fā)生燃燒反應(yīng)，得到前驅(qū)體粉體；對前驅(qū)體粉體進(jìn)行熱處理；球磨、篩分，即得鋯酸鑭釔粉體。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述硝酸鹽水溶液中的硝酸根離子的摩爾濃度為0.1～5mol/L。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述甘氨酸與硝酸根離子的摩爾比為0.3∶1～0.7∶1。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述熱處理?xiàng)l件為：在1000～1200℃保溫2～4小時(shí)。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述的注漿成型工藝包括如下步驟：將制得的鋯酸鑭釔粉體以15～35vol％的固含量分散于去離子水中，在pH＝8～10或pH＝3～5條件下加入分散劑，進(jìn)行攪拌、超聲分散、球磨、陳化處理，制得漿料；注漿成型；進(jìn)行干燥后脫模，即得鋯酸鑭釔陶瓷素坯。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述分散劑為聚丙烯酸鹽或聚甲基丙烯酸鹽。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述分散劑為聚丙烯酸銨、聚丙烯酸鈉、聚甲基丙烯酸銨或聚甲基丙烯酸鈉。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述分散劑的加入量要使其在溶液中的含量為0.5～1.5wt％。

11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述超聲分散的時(shí)間為15～30分鐘，所述球磨時(shí)間為6～12小時(shí)，所述陳化處理時(shí)間為0.5～8小時(shí)。

12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述干燥是先在15～35℃下干燥2～8小時(shí)，然后在40～70℃下干燥2～8小時(shí)。

13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述的干壓結(jié)合冷等靜壓成型工藝包括如下步驟：先在5～20MPa下將制得的鋯酸鑭釔粉體干壓成型為素坯，再將所得素坯在180～230MPa進(jìn)行冷等靜壓處理，即得鋯酸鑭釔陶瓷素坯。

14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述干壓成型和冷等靜壓處理均在室溫下進(jìn)行。

15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述冷等靜壓處理的時(shí)間為1～3分鐘。

16.根據(jù)權(quán)利要求3、7或13所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述的鋯酸鑭釔粉體的平均粒徑為50～100nm。

17.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述燒結(jié)的步驟如下：將制得的鋯酸鑭釔陶瓷素坯先在1000～1200℃預(yù)燒2～4小時(shí)，然后在真空條件下于1800～1900℃燒結(jié)4～10小時(shí)。

18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于：所述真空條件為真空度≤5.0×10^-3Pa。

19.根據(jù)權(quán)利要求2所述的透明陶瓷材料的制備方法，其特征在于，所述退火熱處理的步驟如下：將燒結(jié)后的樣品在空氣氣氛中于1400～1600℃下保溫4～10小時(shí)。