一種納米陶瓷粉及其製備方法
2023-05-27 22:11:56 1
一種納米陶瓷粉及其製備方法
【專利摘要】本發明涉及一種納米陶瓷粉及其製備方法，屬於陶瓷加工【技術領域】，其中各組分的重量份為Z（rNO3）430~60份、Ti（OC4H9）420~30份、Al2O31~10份、TiO21~10份，其製備方法是將以上物質按所述比例加入無水乙二醇中配成質量分數為10~15%的溶液，超聲處理5min後，在70~80℃反應1~2h，加入溶液總重量5~10%的無水乙酸鉛回流攪拌1~2h至澄清，得到均勻、穩定的溶膠，溶膠靜置直至凝膠形成，於500~600℃煅燒30~60min即納米陶瓷粉體；該陶瓷粉粒徑分布均勻，且小於10nm，穩定性好，各項性能優良、具有很好的使用可靠性。
【專利說明】一種納米陶瓷粉及其製備方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種納米陶瓷粉及其製備方法，屬於陶瓷加工【技術領域】。
【背景技術】
[0002]工程陶瓷又叫結構陶瓷，因其具有硬度高、耐高溫、耐磨損、耐腐蝕以及質量輕、導熱性能好等優點，得到了廣泛的應用。但是工程陶瓷的缺陷在於它的脆性(裂紋)、均勻性差、可靠性低、韌性、強度較差，因而使其應用受到了較大的限制。隨著納米技術的廣泛應用，納米陶瓷隨之產生，希望以此來克服陶瓷材料的脆性，使陶瓷具有象金屬似柔韌性和可加工性。英國材料學家Cahn指出，納米陶瓷是解決陶瓷脆性的戰略途徑。
[0003]利用納米技術開發的納米陶瓷材料是指在陶瓷材料的顯微結構中，晶粒、晶界以及它們之間的結合都處在納米水平0-ΙΟΟηπι)，使得材料的強度、韌性和超塑性大幅度提高，克服了工程陶瓷的許多不足，並對材料的力學、電學、熱學、磁學、光學等性能產生重要影響，為替代工程陶瓷的應用開拓了新領域。
[0004]納米陶瓷粉體是介於固體與分子之間的具有納米數量級(flOOnm)尺寸的亞穩態中間物質。隨著粉體的超細化，其表面電子結構和晶體結構發生變化，產生了塊狀材料所不具有的特殊的效應。具體地說納米粉體材料具有以下的優良性能:極小的粒徑、大的比表面積和高的化學性能，可以顯著降低材料的燒結緻密化程度、節能能源；使陶瓷材料的組成結構緻密化、均勻化，改善陶瓷材料的性能，提高其使用可靠性；可以從納米材料的結構層次(f IOOnm)上控制材料的成分和結構，有利於充分發揮陶瓷材料的潛在性能。另外，由於陶瓷粉料的顆粒大小決定了陶瓷材料的微觀結構和宏觀性能。如果粉料的顆粒堆積均勻，燒成收縮一致且晶粒均勻長大，那麼顆粒越小產生的缺陷越小，所製備的材料有強度就相應越高，這就可能出現一些大顆粒材料所不具備的獨特性能。從納米粉製成塊狀納米陶瓷材料，就是通過某種工藝 過程，除去孔隙，以形成緻密的塊材，而在緻密化的過程中，又保持了納米晶的特性。
[0005]目前世界上對納米陶瓷粉體的製備方法多種多樣，但應用較廣且方法較成熟的主要有氣相合成法和凝聚相合成法2種。氣相合成法主要有氣相高溫裂解法、噴霧轉化法和化學氣相合成法；(溶膠-凝膠法):是指在水溶液中加入有機配體與金屬離子形成配合物，通過控制pH值、反應溫度等條件讓其水解、聚合，經溶膠一凝膠而形成一種空間骨架結構，再脫水焙燒得到目的產物的一種方法，此法在製備複合氧化物納米陶瓷材料時具有很大的優越性。CN201210434883.8提供了一種納米陶瓷粉分散液的製備方法，該分散液均勻穩定，具有較好的使用可靠性，但是製備過程中使用到氨水調節PH值，易造成陶瓷粉的粒徑分布過大，且對環境不友好。本發明利用凝聚相合成法製備納米陶瓷粉，製備過程中不需調節PH值，避免了陶瓷粉產品粒徑分布不均勻的情況，且製備過程無毒無害，對環境無不良影響。
【發明內容】
[0006]本發明的目的是提供一種納米陶瓷粉，該陶瓷粉粒徑分布均勻，且小於10nm，穩定性好，各項性能優良、具有很好的使用可靠性。[0007]為了解決上述問題，本發明所採用的技術方案是:
一種納米陶瓷粉，各組分的重量份為:
Z (rN03) 4 30~60 份、Ti (OC4H9) 4 20~30 份、Al2O3I~10 份、TiO2I~10 份；
Z (rN03) 4 30~40 份、Ti (OC4H9) 4 20~25 份、Al2035~10 份、Ti025~10 份;
Z (rN03) 4 50~60 份、Ti (OC4H9) 4 25~30 份、Al2035~10 份、Ti025~10 份;
Z (rN03) 4 40~50 份、Ti (OC4H9) 4 25~30 份、Al2O3I~5 份、Ti025~10 份；
Z (rN03) 4 35~55 份、Ti (OC4H9) 4 25~30 份、Al2O3I~5 份、TiO2I~5 份；
Z (rN03) 4 50 份、Ti (OC4H9) 4 30 份、Al2O3IO 份、Ti025 份；
Z (rN03) 4 40 份、Ti (OC4H9) 4 25 份、Al2O3I 份、TiO2IO 份。
[0008]本發明的另一個目的是提供一種納米陶瓷粉的製備方法，包括如下步驟:
將以上物質按所述比例加入無水乙二醇中配成質量分數為10-15%的溶液，超聲處理5min後，在7(T80°C反應f 2h，加入溶液總重量5~10%的無水乙酸鉛回流攪拌f2h至澄清，得到均勻、穩定的溶膠，溶膠靜置直至凝膠形成，於500- 600 °C煅燒3(T60min即納米陶瓷粉體。
[0009]本發明相對於現有技術的有益效果是:
本發明提供了一種性能良好的納米陶瓷粉，具有很好的使用穩定性，粒徑小於IOnm且分布均勻，製備工藝簡單易行，適於在工業上的大規模生產。
【具體實施方式】
[0010]下面通過實施例對本發明做進一步詳細說明，這些實施例僅用來說明本發明，並不限制本發明的範圍。
[0011]實施例1:
一種納米陶瓷粉，各組分的重量份為:
Z (rN03) 4 50 份、Ti (OC4H9) 4 30 份、Al2O3IO 份、Ti025 份。
[0012]其製備方法，包括以下步驟:
將以上物質按所述比例加入無水乙二醇中配成質量分數為15%的溶液，超聲處理5min後，在80°C反應2h，加入溶液總重量10%的無水乙酸鉛回流攪拌Ih至澄清，得到均勻、穩定的溶膠，溶膠靜置直至凝膠形成，於600 °C煅燒30min即納米陶瓷粉體。
[0013]實施例2:
一種納米陶瓷粉，各組分的重量份為:
Z (rN03) 4 40 份、Ti (OC4H9) 4 25 份、Al2O3I 份、TiO2IO 份。
[0014]其製備方法，包括以下步驟:
將以上物質按所述比例加入無水乙二醇中配成質量分數為10%的溶液，超聲處理5min後，在80°C反應2h，加入溶液總重量10%的無水乙酸鉛回流攪拌Ih至澄清，得到均勻、穩定的溶膠，溶膠靜置直至凝膠形成，於600 °C煅燒30min即納米陶瓷粉體。
[0015]實施例3:
一種納米陶瓷粉，各組分的重量份為:
Z (rN03) 4 35 份、Ti (OC4H9) 4 30 份、Al2O3I 份、TiO2I 份。[0016]其製備方法，包括以下步驟:
將以上物質按所述比例加入無水乙二醇中配成質量分數為10%的溶液，超聲處理5min後，在70°C反應2h，加入溶液總重量10%的無水乙酸鉛回流攪拌Ih至澄清，得到均勻、穩定的溶膠，溶膠靜置直至凝膠形成，於600 °C煅燒30min即納米陶瓷粉體。
[0017]實施例4:
一種納米陶瓷粉，各組分的重量份為:
Z (rN03) 4 55 份、Ti (OC4H9) 4 30 份、Al2035 份、TiO2I 份。 [0018]其製備方法，包括以下步驟:
將以上物質按所述比例加入無水乙二醇中配成質量分數為10%的溶液，超聲處理5min後，在70°C反應lh，加入溶液總重量10%的無水乙酸鉛回流攪拌Ih至澄清，得到均勻、穩定的溶膠，溶膠靜置直至凝膠形成，於600 °C煅燒30min即納米陶瓷粉體。
[0019]實施例5:
一種納米陶瓷粉，各組分的重量份為:
Z (rN03) 4 60 份、Ti (OC4H9) 4 25 份、Al2O3IO 份、Ti025 份。
[0020]其製備方法，包括以下步驟:
將以上物質按所述比例加入無水乙二醇中配成質量分數為10%的溶液，超聲處理5min後，在70°C反應lh，加入溶液總重量10%的無水乙酸鉛回流攪拌Ih至澄清，得到均勻、穩定的溶膠，溶膠靜置直至凝膠形成，於500 °C煅燒30min即納米陶瓷粉體。
【權利要求】
1.一種納米陶瓷粉，其特徵在於:各組分的重量份為:
Z (rN03) 4 30~60 份、Ti (OC4H9) 4 20~30 份、Al2O3I~10 份、TiO2I~10 份。
2.—種納米陶瓷粉，其特徵在於:各組分的重量份為:
Z (rN03) 4 30~40 份、Ti (OC4H9) 4 20~25 份、Al2035~10 份、Ti025~10 份。
3.—種納米陶瓷粉，其特徵在於:各組分的重量份為:
Z (rN03) 4 50~60 份、Ti (OC4H9) 4 25~30 份、Al2035~10 份、Ti025~10 份。
4.一種納米陶瓷粉，其特徵在於:各組分的重量份為:
Z (rN03) 4 40~50 份、Ti (OC4H9) 4 25~30 份、Al2O3I~5 份、Ti025~10 份。
5.一種納米陶瓷粉，其特徵在於:各組分的重量份為:
Z (rN03) 4 35~55 份、Ti (OC4H9) 4 25~30 份、Al2O3I~5 份、TiO2I~5 份。
6.一種納米陶瓷粉，其特徵在於:各組分的重量份為:
Z (rN03) 4 50 份、Ti (OC4H9) 4 30 份、Al2O3IO 份、Ti025 份。
7.—種納米陶瓷粉，其特徵在於:各組分的重量份為:
Z (rN03) 4 40 份、Ti (OC4H9) 4 25 份、Al2O3I 份、TiO2IO 份。
8.—種納米陶瓷粉的製備方法，其特徵在於:包括以下步驟: 將以上物質按所述比例加入無水乙二醇中配成質量分數為10-15%的溶液，超聲處理5min後，在7(T80°C反應f 2h，加入溶液總重量5~10%的無水乙酸鉛回流攪拌f2h至澄清，得到均勻、穩定的溶膠，溶膠靜置直至凝膠形成，於500- 600 °C煅燒3(T60min即納米陶瓷粉體。
【文檔編號】B82Y30/00GK103708833SQ201310641341
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月4日 優先權日:2013年12月4日
【發明者】李志堅 申請人:佛山市新戰略智慧財產權文化有限公司