穩定氧化鋯的製造方法
2023-09-11 14:14:25 2
專利名稱：穩定氧化鋯的製造方法
技術領域：
本發明涉及一種製備具有穩定的四方或立方結構的氧化鋯的方法。
背景技術：
製造商使用穩定的氧化鋯粉體(SZ)，通常是用氧化釔穩定的氧化鋯(YSZ)來製備氧化鋯基陶瓷體和陶瓷塗層。YSZ塗層形成特別有效的燃氣渦輪發動機用熱障塗層(TBC)。在這種YSZ粉體中決定高溫性能的關鍵特性是氧化釔穩定劑在氧化鋯晶格各處的分布的均勻性。均勻性不足的表現是存在有害的單斜相或未被穩定的氧化鋯。不幸的是，過量的單斜相會縮短TBC的壽命和增加燃氣渦輪發動機的維修頻率。
有兩種常見的SZ粉體製造方法。「溼化學」法是將鋯鹽溶液和金屬穩定劑溶液混合，接著分離出含有兩種金屬的固體。通常製造商是通過共沉澱和過濾金屬氫氧化物來分離固體的，不過也可以使用其它分離技術如溶膠-凝膠、蒸發和噴霧熱解。例如，Xu等在「弱團聚納米ZrO2(3mol％Y2O3)陶瓷粉體的製備(Preparation of WeaklyAgglomerate Nanometer ZrO2(3mol％Y2O3)Ceramic Powder)」Journalof the European Ceramic Society(1993)，157-160頁，公開了一種凝膠共沉澱法。分離出的固體含有分子級混合的鋯和穩定劑離子。
在分離出固體後，高溫煅燒使此混合物結晶。形成SZ所需的煅燒溫度一般低於1000℃並可以低至500℃。穩定的氧化鋯中可以沒有單斜相，即穩定劑離子以原子級的均勻度分布。但是化學方法的缺陷是工序非常複雜和耗時，以及會形成大量的腐蝕性和危險性廢氣或廢液。此外，這些「溼化學」製備的粉體過於昂貴以至於不能在典型的粉體消耗型工藝如氧化鋯基耐火材料和穩定氧化鋯熱噴塗粉體中用作原材料。
例如，F.Pitts在美國專利US3,957,500中記述一種用於製備穩定氧化鋯的共沉澱法，是通過由氧化鋯粉體和氧化釔提濃物製成氧化物混合物，並將該混合物在900-1500℃的某一溫度下煅燒1-10小時。Bickford等人在美國專利US4,810,680中記述了由鹼式碳酸鋯和碳酸釔原料製備高純度均勻穩定氧化鋯粉體典型的工業方法。首先將該原料溶解在鹽酸中形成氫氧化物溶液混合物。然後使氫氧化物溶液混合物與氨或氫氧化鈉溶液共沉澱形成混合沉澱。接著該方法使用過濾沉澱、洗滌、乾燥然後在680-980℃的範圍煅燒等步驟。這種方法的副產品是氨或氯化鈉的水溶液，即上層清液(680ml/30g產物)，和同種鹽的弱-水溶液，即洗滌水(500ml/30g產物)。Umento等人的美國專利US6,255,242中記述了用於製備鋯基和鈰基混合氧化物的另一種沉澱法。該方法是將鹼性硫酸鋯(不溶於水)與鈰鹽(優選硝酸鹽)溶液混合，接著加入鹼(氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化銨、碳酸鈉或碳酸銨)使氫氧化鈰沉澱並將鹼式硫酸鋯轉化成氫氧化鋯。該方法可以提供化學均勻性高的產物，在660℃煅燒3小時時，其形成立方相純度不少於95vol％、單斜相通常少於1vol％的混合鋯-鈰氧化物的結晶相。
化學溶膠凝膠法，如Marella等人的美國專利US5,750,459中所記述的，需要精確的分離技術。例如，Marella等人記述了一種使用鹼式碳酸鋯作原料製備穩定氧化鋯粉體球和微球的溶膠凝膠法。將鹼式碳酸鋯溶於硝酸溶液製成氧化鋯溶膠。然後將硝酸釔或硝酸鈰溶液與該溶膠混合，將其滴加在氫氧化銨溶液的凝膠浴中，獲得凝膠球或微球。將這些凝膠球體從凝膠浴中分離後，凝膠球需要用水漂洗、乾燥和在高於550℃的溫度煅燒，形成球形或微球形的穩定氧化鋯粉體。這些粉體即可用作催化劑也可用作催化劑載體。與傳統的氫氧化物沉澱技術相比，凝膠顆粒的高過濾速率是此方法的一個重要優點。但廢氣和廢液流利用仍然是本方法的一個主要缺點。這種方法，雖然有其技術優點，但仍然具有會產生含鈉、鉀或銨的硫酸鹽和硝酸鹽的廢水的缺點。此外，此方法還需要對沉澱深度洗滌以除去副產品。不然，如果洗滌不完全，在沉澱煅燒時就會有硫氧化物或NOx廢氣從爐中逸出。
製造SZ粉體的另一種方法是固態法。在這種方法中，將氧化鋯粉體和金屬氧化物穩定劑在水中研磨形成摻合的混合物。研磨步驟之後，過濾、蒸發或噴霧乾燥將組分從水中分離。最後，將研磨的混合物高溫煅燒形成SZ粉體。該固態法在技術上簡單易行，並且廢液處理也不複雜；典型的副產品是可再循環的廢水和水蒸汽。這種方法的缺點包括煅燒溫度高(通常高於1300℃)和產物均勻度低——單斜相含量可高達25-30vol％。為了減少或消除單斜氧化鋯相的存在，製造商採取了重複研磨和煅燒產品以及使用超細的氧化鋯粉體以改善混合。不幸的是，這兩種手段都會導致生產成本顯著增加；因此製造商在製造耐火材料用SZ粉體或SZ熱噴塗粉體時很少採用這些技術。
Nakada等在美國專利US4,542,110中記述了一種製備氧化鋯燒結體的方法，是通過將氧化鋯和氧化釔摻合物球磨，乾燥所得混合物，並在高於1300℃的溫度，優選1400-1500℃，煅燒10-120分鐘。之後，重複該摻合和煅燒步驟，將穩定的立方相含量提高到至少95％。在另一類似的方法中，Otagiri等在美國專利US4,360,598中公開了一種釔穩定的氧化鋯陶瓷的製備方法，是通過將非晶態氧化鋯或微晶尺寸小於0.1μm的氧化鋯粉體與氧化釔或包括草酸釔在內的任何其它釔鹽混合一氯化鋯、硝酸鋯或氫氧化鋯在500-1050℃的溫度下熱分解產生細小的氧化鋯粉體。混合之後，在1000-1550℃之間的燒制溫度下的填縫(caulking)步驟生成具有主要是四方或立方結構的燒結陶瓷。除此最後的填縫步驟之外，還任選將混合物在800℃進行中間煅燒，然後溼磨以使單斜相含量最小化。不幸的是，這種方法所涉及的是形成釔穩定的陶瓷而不是粉體。
Maschio等在″Powder Preparation and Sintering Behaviourof ZrO2-20mol.-％ CeO2Solid Solutions Prepared by VariousMethods」(British Ceramic Transactions，94卷，第5期(1995)191-195頁)中公開了一種用於製備二氧化鈰穩定的氧化鋯的機械合金技術。不幸的是，由這種技術形成的機械合金粉體在相對較低的溫度下是活潑的而且它們形成了不均勻的相。
發明概述本方法通過首先將鹼式碳酸鋯顆粒與穩定劑化合物接觸製備穩定的氧化鋯粉體。這使得鹼式碳酸鋯顆粒與穩定劑化合物通過多相接觸進行反應，形成穩定的氧化鋯前體。穩定劑化合物是用來穩定選自四方相、立方相以及四方和立方相的混合相的相結構的。煅燒穩定氧化鋯前體除去了氣體副產品並形成穩定的氧化鋯粉體。該穩定的氧化鋯粉體具有選自四方、立方以及四方和立方的混合相的相結構。
詳細說明本發明基於通過將鹼式碳酸鋯顆粒與穩定劑化合物接觸而發生的多相反應。在本說明書中，多相反應是指反應包含的各組分被相界分隔開，例如固固、固液和固氣。穩定劑化合物顆粒如草酸釔、碳酸釔、氫氧化釔或氧化釔與鹼式碳酸鋯反應，形成非晶態的複合產物或前體。該前體包含化學結合併且將組份均勻地集合在一起，如鋯和穩定劑離子與草酸根離子、碳酸根離子、化學結合水、結合水或這些物質的任意組合。偶爾需要時前體中可以包含另一種或多種酸離子。因而，穩定劑化合物可以是醋酸鹽、溴化物、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽或其任意組合。這些離子的含量可以變化。但優選前體是水不溶性的。
該反應屬於多相化學反應類。根據多相化學反應理論，反應體積的溫度和壓力變化以及組分的粒徑變化都會影響反應動力學。這些變化會使該反應的速度加快或減慢；但它們對前體的最終形成並無顯著影響。這是因為控制反應的動力學參數對前體基本上沒有影響，它們對最終的穩定氧化鋯產物也基本沒有影響。
多相固-固反應的發生可以有液體存在也可以沒有。但是如果有液體存在，則液體必須不溶解或分解鹼式碳酸鋯或前體；且它必須不妨礙鹼式碳酸鋯顆粒和穩定劑化合物之間的直接接觸。有利地是，所述接觸，如混合或研磨，發生在液體，如水、醇(例如乙醇、異丙醇)及其混合物中以限制顆粒的粉化。最有利地是，所述液體是水。水相對於顆粒的比例應該足夠組分的混合。這些比例還取決於用於製備前體的工藝和設備。
混合或研磨的時間的選擇可以根據用於前體製備的混合或研磨工藝和其它因素，例如組分的顆粒尺寸和反應體積的溫度。不過，通常混合或研磨時間應不少於15分鐘；只要能獲得所期望的前體，對混合或研磨的上限並無特別限制。此外，前體在水中與鹼式碳酸鋯混合或研磨有利於控制起塵。本方法採用醋酸鹽、溴化物、碳酸鹽、氯化物、氫氧化物、硝酸鹽、草酸鹽、氧化物、硫酸鹽、或這些化合物的任何混合物或組合形式的穩定劑是有效的。有利地是，該反應以碳酸鹽、氫氧化物、草酸鹽、氧化物或這些化合物的任何組合或混合物發生，以簡化廢物副產品控制。例如有利地是反應與碳酸釔、氫氧化釔、草酸釔、氧化釔或其混合物進行。最有利地是此反應以固-固多相反應發生，如在鹼式碳酸鋯和草酸釔之間進行。
已知的分離技術，如過濾或噴霧乾燥可以將液體，如水從前體中分離。液體分離之後，i)乾燥然後煅燒，或ii)以溼粉體形式直接煅燒，將前體轉化成穩定的氧化鋯——如果研磨或混合不是發生在液體中，則此步就不再需要。此外，任選在煅燒之前將乾燥的前體粉碎以控制最終顆粒尺寸。這些操作對煅燒過程中穩定氧化鋯的生成都無顯著影響。
煅燒後，穩定氧化鋯優選具有小於約6vol％的單斜相。最優選，穩定氧化鋯具有小於約1vol％的單斜相。上述鹼式碳酸鋯法可以大規模地製備包含少於X射線衍射技術的檢測極限的單斜相或少於約1vol％的鋯相的穩定氧化鋯。從氧化鋯中消除可檢測到的單斜相提高了在幾種最需要應用(如在太空和陸地基燃氣渦輪發動機)中的塗布性能。
煅燒可以在空氣、惰性或氧化性氣氛下進行。煅燒的溫度沒有上限，只要煅燒足以形成期望的穩定氧化鋯結構。優選，煅燒發生在至少約450℃的溫度以促進四方、立方以及四方和立方混合相的形成。最優選，煅燒發生在至少約500℃的溫度以確保四方、立方以及四方和立方混合相的形成。煅燒時間隨煅燒溫度和前體組合物而變化。一般將前體加熱到煅燒溫度後約1-10小時的浸泡時間已經足夠。燒結、粉碎和分類之後，就可以製備用於某一制定應用的粉體了。
任選，對前體的預煅燒處理可以包括水熱處理，以進一步改進穩定劑的分布。將前體在約120-250℃的溫度下浸入水中至少約1小時以提供有效的水熱處理。不過如果顆粒得到了充分的研磨或混合，則此處理是不必要的。
任選前體是通過在溶液中混合或研磨鹼式碳酸鋯和含穩定劑材料，與穩定劑化合物反應以就地形成穩定劑化合物如草酸鹽穩定劑而形成的。優選，此就地反應是在溶液如草酸中與穩定劑材料如碳酸鹽、氫氧化物、氧化物或其混合物發生的。優選，就地反應形成含釔化合物。特別是，選自碳酸釔、氫氧化釔、氧化釔及其混合物的含釔材料對含釔穩定劑化合物的就地形成來說是最優選的含釔化合物。最優選，穩定劑化合物的就地形成發生在一種選自水、醇(即乙醇、異丙醇)及其混合物的液體中。
對於穩定劑化合物的就地形成來說草酸是最優選的溶液。如果是就地形成草酸釔，則本方法的運行中草酸溶液的濃度、草酸的水化程度或其純度以及添加組分的次序可以在很大範圍內的變動。在就地形成草酸釔中，反應中草酸的量最優選為約3-3.5mol每摩爾作為釔化合物的氧化釔，以使其能完全轉化成草酸釔。草酸的量不足不會對根據本發明的穩定氧化鋯的最終形成有負面影響；但本方法可能需要增加研磨時間以補償較慢的反應速率。此外，草酸大於上述濃度不會對穩定氧化鋯的形成或研磨時間有任何負面影響。
在另一個可選實施方案中，鹼式碳酸鋯的混合或研磨包括將一種穩定劑鹽溶液，如醋酸鹽、溴化物、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽或其混合物的溶液，與碳酸鹽(即碳酸銨或碳酸鈉)、氫氧化物、草酸鹽或其混合物的混合物混合以就地形成用於與鹼式碳酸鋯的多相反應的穩定劑鹽如碳酸鹽、氫氧化物、草酸鹽或其混合物。特別是，選自乙酸釔、溴化釔、氯化釔、硝酸釔、硫酸釔及其混合物的含釔材料對穩定劑鹽的形成反應是最優選的。氨和鈉化合物的濃度和用量應當足以使穩定劑化合物全部形成。本方法不如上述鹼式碳酸鋯和水不溶性的化合物的固固反應優選，這是因為會形成一些含氨或鈉鹽(如硝酸鹽)的廢水。但是廢水的體積比任何已知的「溼化學」技術都小約十倍，因為在本方法中只有穩定劑沉澱。
在另一可選實施方案中，將鹼式碳酸鋯和穩定劑氫氧化物、氧化物或其任何組合或它們的混合物在碳酸水溶液或二氧化碳氣體氣氛中混合或研磨，水與穩定劑化合物反應以就地形成穩定劑碳酸鹽。這種就地生成的穩定劑碳酸鹽與鹼式碳酸鋯發生多相反應形成前體。最優選，反應是通過氫氧化釔或者氧化釔反應就地形成碳酸釔以生成釔穩定劑化合物。
在另一可選實施方案中，將鹼式碳酸鋯和醋酸鹽、溴化物、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽或這些鹽的混合物(例如硝酸釔)的穩定劑溶液混合或研磨，形成含有前體的溶液。然後乾燥該含有前體的溶液除去過量的溶劑，通常為水，形成乾燥的前體。最優選，本方法使用釔鹽形成含釔前體如選自乙酸釔、溴化釔、氯化釔、硝酸釔、硫酸釔及其混合物的至少一種鹽溶液。這種方法與鹼式碳酸鋯和水不溶性釔化合物的固固多相反應相比也不優選，因為在前體的煅燒過程中會產生腐蝕性廢氣如NOx。
鹼式碳酸鋯優選具有球狀或樹莓狀外形且平均粒度為約5-100μm，通常為10-60μm。鹼式碳酸鋯(ZrOCO3)的確切組成對本方法來說並不是關鍵性的。例如，這種方法可以使用組成如Zr2O3(OH)2·CO2·7H2O、4ZrO2·CO2·11H2O及其混合物的鹼式碳酸鹽進行。本方法所用的鹼式碳酸鋯產物既可以是高純度的也可以是低質量的。此外，本方法還可以使用具有不同的氧化鋯、二氧化碳和結合水含量的鹼式碳酸鋯顆粒。優選，鹼式碳酸鋯的氧化鋯含量少於約90wt％以減少燒結過程中單斜相的形成。例如氧化鋯含量高於約80wt％導致形成單斜相大於10vol％的穩定氧化鋯。最優選，鹼式碳酸鋯含少於約60wt％的氧化鋯以進一步降低最終產品中的單斜相。
本方法所用的四方或立方氧化鋯的穩定劑化合物包括鈣、鈰、鎂、鈧以及釔和其它稀土金屬。它們可以單獨使用也可以以其中兩種或多種的混合物(包括與釔的混合物)使用。金屬穩定劑或金屬穩定劑的任意組合的含量和組成決定了最終穩定氧化鋯的性能。最優選，形成前體並煅燒形成YSZ粉體的化合物是釔化合物。
最終穩定的氧化鋯中穩定劑的含量，以氧化物計不應超過約30wt％。最優選，最終穩定的氧化鋯中含有約3-20wt％的穩定劑氧化物如氧化釔。
實施例以下實施例和對比實施例將進一步更詳細地解釋本發明。所有實施例都是含有7.5wt％氧化釔的釔穩定的氧化鋯。然而這些實施例絕不限制本發明的範圍。
實施例1使用帶攪拌槳的高速攪拌器將2387g其中含1000g氧化鋯的鹼式碳酸鋯與179.3g其中含81.1g氧化釔的草酸釔在600ml水中混合1小時。通過過濾和乾燥將生成的前體從水中分離。然後將乾燥非晶態前體(在X射線衍射(XRD)圖譜中無結晶相線)在800℃空氣氣氛下煅燒2小時。穩定氧化鋯的結晶相100％是四方相——沒有檢測到單斜相。
然後將產生的含有少於200mg/l釔和少於5mg/l鋯的濾液用來製備下一批產品。
實施例2使用帶攪拌槳的高速攪拌器將2387g其中含1000g氧化鋯等同物的鹼式碳酸鋯與165.6g其中含81.1g氧化釔等同物的碳酸釔在600ml水中混合1小時。通過過濾和乾燥將生成的前體從水中分離。然後將乾燥的非晶態前體(XRD圖譜中無結晶相線)在800℃空氣氣氛下煅燒2小時。
獲得的穩定氧化鋯的結晶相只由四方相組成——沒有檢測到單斜相。
然後將含有少於300mg/l釔和少於5mg/l鋯的濾液用來製備下一批產物。
實施例3使用帶攪拌槳的高速攪拌器將2387g其中含1000g氧化鋯等同物的鹼式碳酸鋯和81.1g平均粒度在1-3μm範圍的氧化釔粉體在500ml水中混合2小時。通過過濾和乾燥將生成的前體從水中分離。然後將乾燥的非晶態前體(XRD圖譜中無結晶相線)在800℃空氣氣氛下煅燒2小時。
所得穩定氧化鋯的結晶相主要由四方相組成，測得的單斜相含量少於2vol％。
然後將含有少於300mg/l釔和少於5mg/l鋯的濾液，用來製備下一批產物。
實施例4將163.1g草酸二水合物溶於600ml水中，並與2387g含有1000g氧化鋯等同物的鹼式碳酸鋯混合。然後加入165.6g含81.1g氧化釔等同物的碳酸釔，並將該漿料用帶攪拌槳的高速攪拌器混合15分鐘。通過過濾和乾燥將生成的前體從水中分離。然後將乾燥的非晶態前體(XRD圖譜中無結晶相線)在800℃下煅燒2小時。
獲得的穩定氧化鋯的結晶相只由四方相組成——沒有檢測到單斜相。
然後將含有少於150mg/l釔和少於5mg/l鋯的濾液用來製備下一批產物。
實施例5將163.1g草酸二水合物溶於600ml水中，並與2387g含有1000g氧化鋯的鹼式碳酸鋯混合。然後加入81.1g平均粒度在1-3μm範圍的氧化釔粉體，並將該漿料用帶攪拌槳的高速攪拌器混合1小時。通過過濾和乾燥將生成的前體從水中分離。然後將乾燥的非晶態前體(XRD圖譜中無結晶相線)在800℃下煅燒2小時。
獲得的穩定氧化鋯的結晶相只由四方相組成——沒有檢測到單斜相。
然後將含有少於250mg/l釔和少於5mg/l鋯的濾液用來製備下一批產物。
實施例6-10將實施例1-5所述的組分的物料通過使用氧化鋯球的球磨混合16小時，接著將生成的漿料乾燥獲得乾燥前體。對所獲得的所有乾燥非晶態前體的XRD檢驗表明沒有結晶相線。
以與實施例1-5所述方式相同的方式煅燒乾燥的前體。所有煅燒前體的結晶相都只由穩定氧化鋯的四方相組成——沒有檢測到單斜相。
實施例17(對比)將1000g平均粒度為0.5μm且90％的顆粒粒度小於1μm的細小單斜氧化鋯粉體與165.6g含81.1g氧化釔等同物的碳酸釔，在溶有163.1g草酸二水合物的600ml水中混合併用氧化鋯球球磨16小時。
然後將生成的漿料乾燥並在800℃空氣中煅燒2小時。但沒有獲得穩定性——對產物的XRD沒有發現穩定氧化鋯的四方相，只有單斜氧化鋯和氧化釔。
然後將乾燥的漿料在1550℃煅燒2小時。XRD檢驗發現煅燒產物中只有85vol％的穩定氧化鋯的四方相，剩餘的是15％的單斜相。
實施例18(對比)將1030.9g含1,000g氧化鋯等同物且比表面積為150sq.m/g的非晶態氧化鋯粉體與165.6g含81.1g氧化釔等同物的碳酸釔混合。將摻和物在600ml溶有163.1g草酸二水合物的水中用氧化鋯球球磨16小時。
將生成的漿料乾燥然後在800℃空氣中煅燒2小時。產物的XRD檢測發現只有20vol％的穩定氧化鋯的四方相。
還將乾燥的漿料在1550℃煅燒2小時。所得產物的結晶相由90vol％的穩定氧化鋯的四方相和餘量的單斜相構成。只有將煅燒延長到在1550℃長達10小時才能使單斜相含量減至6vol％。
鹼式碳酸鋯法提供了高度化學均質性的穩定氧化鋯粉體。這種方法將煅燒溫度降低了450℃。此外，它還可以用廉價的原材料以高產率生產產物，而不需要任何專用設備或精密的工藝控制。而且，本方法優選製備前體和最終產品中不產生腐蝕性、毒性、危險或易燃的廢物副產品。
儘管已經參照某些最佳實施方案對本發明進行了詳細記述，本領域技術人員會發現在權利要求的精神和範圍內本發明還有許多其它的實施方案。
權利要求
1.一種製備穩定氧化鋯粉體的方法，步驟包括a)將鹼式碳酸鋯顆粒與穩定劑化合物接觸以使鹼式碳酸鋯顆粒與穩定劑化合物通過多相接觸進行反應，形成穩定的氧化鋯前體，穩定劑化合物用來穩定選自四方相、立方相以及四方和立方相的混合相的相結構；和b)煅燒穩定的氧化鋯前體以除去氣體副產品並形成穩定的氧化鋯粉體，穩定的氧化鋯粉體具有一種選自四方、立方以及四方和立方的混合相的相結構。
2.根據權利要求1的方法，其中所述接觸包括鹼式碳酸鋯與選自碳酸鹽、氫氧化物、草酸鹽、氧化物及其混合物的穩定劑化合物的反應，並且該接觸在選自水、醇及其混合物的液體中發生。
3.根據權利要求1的方法，還包括含穩定劑的材料就地反應形成接觸步驟用的穩定劑化合物的附加步驟。
4.根據權利要求3的方法，其中所述的形成穩定劑化合物的就地反應發生在選自水、醇及其混合物的液體中。
5.根據權利要求3的方法，其中所述的含穩定劑的材料選自穩定劑碳酸鹽、氫氧化物、氧化物及其混合物，形成穩定劑化合物的就地反應發生在草酸溶液中。
6.根據權利要求3的方法，其中所述的含穩定劑的材料選自醋酸鹽、溴化物、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽及其混合物，形成穩定劑化合物的就地反應發生在選自碳酸鹽、氫氧化物、草酸鹽及其混合物的溶液中。
7.根據權利要求3的方法，其中所述的含穩定劑的材料選自氫氧化物、氧化物及其混合物，形成穩定劑化合物的就地反應發生在選自碳酸溶液、二氧化碳氣氛、水及其混合物的介質中。
8.根據權利要求1的方法，其中所述的多相反應包括將鹼式碳酸鋯與選自醋酸鹽、溴化物、氯化物、硝酸鹽、硫酸鹽及其混合物的至少一種穩定劑鹽溶液混合以形成含前體的溶液，還包括乾燥生成的混合物以將穩定的氧化鋯前體從含前體的溶液中分離的附加步驟。
9.一種製備穩定的氧化鋯粉體的方法，步驟包括a)將鹼式碳酸鋯顆粒與含釔化合物接觸以使鹼式碳酸鋯顆粒與含釔化合物通過多相接觸進行反應，形成氧化釔穩定的氧化鋯前體，含釔化合物用來穩定選自四方相、立方相以及四方和立方相的混合相的相結構；和b)煅燒氧化釔穩定的氧化鋯前體以除去氣體副產品並形成氧化釔穩定的氧化鋯粉體，氧化釔穩定的氧化鋯粉體具有選自四方、立方以及四方和立方的混合相的相結構。
10.根據權利要求9的方法，其中所述的穩定的氧化鋯粉體含有約3-20wt％的氧化釔，且煅燒形成的穩定氧化鋯粉體含有少於約1vol％的單斜相。
全文摘要
本方法通過首先將鹼式碳酸鋯顆粒與穩定劑化合物接觸製備穩定氧化鋯粉末。這使得鹼式碳酸鋯顆粒與穩定劑化合物通過多相接觸進行反應，形成穩定氧化鋯前體。穩定劑化合物用來穩定選自四方相、立方相以及四方和立方相的混合相的一種相結構。並且煅燒穩定的氧化鋯前體除去氣體副產品並形成穩定氧化鋯粉末。穩定氧化鋯粉末具有一種選自四方、立方以及四方和立方的混合的相結構。
文檔編號C01G25/02GK1620409SQ02828108
公開日2005年5月25日 申請日期2002年12月11日 優先權日2001年12月17日
發明者V·貝洛夫, I·貝洛夫 申請人:普萊克斯S·T·技術有限公司