[發明專利]一種鋁酸釔陶瓷粉體的制備方法

無效

• 申請號: 201310194775.2
• 申請日: 2013-05-23
• 公開（公告）號: CN103274679A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 王玉成;王蓉蓉;傅正義;王皓;王為民;張金詠;朱教群
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C04B35/44
• 分類號: C04B35/44;C04B35/505;C04B35/626
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 唐萬榮

技術領域

本發明屬于陶瓷材料的制備技術領域，特別涉及一種鋁酸釔（YAlO₃,YAH）陶瓷粉末的制備方法，該陶瓷粉末適用于制備細晶透明陶瓷。

背景技術

Y₂O₃-Al₂O₃二元體系中存在三種化合物，分別為Y₃Al₅O₁₂，YAlO₃，Y₄Al₂O₉。其中，Y₃Al₅O₁₂為立方相的石榴石結構，即YAG(YttriumAluminumGarnet)。YAlO₃具有兩種晶體結構，其一具有鈣鈦礦結構的斜方晶系，YAP(YttriumAluminumPerovskite)；其二是亞穩態結構的六方晶系，YAH(Hexagonal-YAlO₃)。Y₄Al₂O₉屬單斜晶系，YAM(YttriumAluminum?Monoclinic)。釔鋁石榴石（Y₃Al₅O₁₂，YAG）陶瓷具有高溫蠕變小，抗氧化，熱導率低，制備工藝簡單，可獲得高摻雜，大尺寸材料等特點，是一種很有潛力的精細結構陶瓷。同時也能應用在化學條件較為苛刻以及高溫受力的環境中作為光學窗口材料。YAlO₃、Y₄Al₂O₉主要應用于熒光基質材料。濕化學法中合成YAG粉體的路徑有兩種：一種是直接從無定形態到YAG相的轉變，另一種是從一種中間過渡相YAH到YAG相的轉變。

濕化學法制備YAG粉體具有化學均勻性好、粉體活性高及晶粒細小而被廣泛應用。根據以往的文獻報道，濕化學法合成YAG粉體的過程中易形成如YAP、YAM、YAH的第二相。1963年，Bertaut和Mareschal首次在蒸發硝酸鹽溶液制備YAG粉體中發現了YAH相。1990年Yamaguchi?et?al.利用異丙醇鹽水解的方法合成YAG粉體中發現在800°C先形成YAH相，在1050°C轉變成純相的YAG。此后，其研究小組以YCl₃·6H₂O、AlCl₃·6H₂O、(NH₂)₂·H₂O為原料采用溶膠凝膠法在880～935°C首先形成了YAH，并在1005～1075°C轉變為YAG相。1992年Apteetal.以Y(NO₃)₃·6H₂O和Al(NO₃)₃·9H₂O為原料，采用反向滴定的共沉淀法獲得了前驅體粉體，在不同氣氛（空氣、氬氣、氫氣）下熱處理獲得YAG粉體，研究表明只有在H₂條件下才能合成純相的YAG粉體，在空氣或Ar條件下會形成Y₂O₃·Al₂O₃或2Y₂O₃·Al₂O₃的中間相。1994年，Kinsmanetal.采用硝酸鹽共沉淀法制備YAG粉體，在熱處理過程中首先形成YAH和少量的YAG，在1000°C轉變為純相的YAG粉體。2000年，K.A.KELLERet?al.分析了不同前驅體（硝酸鹽，醇鹽、醇鹽與乙酰乙酸乙酯絡合）共沉淀法合成YAG粉體中相轉變的過程，從XRD和TG-DSC分析三種類型的前驅體熱處理過程中的相轉變，結果表明在較低的溫度下都會形成YAH或YAM，并在較高的溫度下轉變為YAG。由上述文獻報道我們得知YAH為合成YAG相的一種過渡產物。