CN101337818A - 一种粘接型钙钛矿锰氧化物材料 - Google Patents
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Abstract
一种粘接型钙钛矿锰氧化物材料,用下述方法得到:a.制备前驱粉:将La2O3、CaCO3或SrCO3或Pr6O11或Co2O3、MnO2按分子式La1-xMxMnO30<x<1的原子比配料,M为Sr、Ca、Pr、Co中的一种,将配备的原料研磨后,进行2~3次的煅烧及煅烧后的研磨,每次的煅烧温度均为1100℃~1300℃时间为5-20小时;b.包裹偶联剂:在前驱粉中加入0.5%-1.5%重量的偶联剂并搅拌均匀;c.粘接:将1%~6%前驱粉重量的粘接剂及与其相应的固化剂溶于丙酮中,然后加入b步的前驱粉,均匀混合后烘干并在10~800MPa压力下压制成型。这种材料具有良好的机械性能,并有一定的韧性,不易破碎,易加工制作成各种复杂形状的组件。
Description
技术领域
本发明涉及一种粘接型钙钛矿锰氧化物材料。
背景技术
钙钛矿锰氧化物(La1-xMxMnO3,M为Sr、Ca、Pr、Co等)材料是一类用途十分广泛的功能材料,由于其在外磁场的作用下电阻可显著改变,对于磁记录、高灵敏度探测器、传感器以及光开关方面有着较好的应用前景。还可以作为固体氧化物燃料电池材料、磁制冷材料、导电陶瓷材料、氧分离膜与气敏材料等多种用途。
现有的钙钛矿锰氧化物材料,通常是采用高温烧结方法制得:即先通过固相反应法或溶胶凝胶方法制备前驱粉,然后按照陶瓷制备工艺,经过高温烧结后,得到烧结型的材料。这种方法制备出的烧结型钙钛矿锰氧化物材料具有通常陶瓷材料的特性:机械性能差,脆性强、易碎、再加工困难。而这种烧结的方法通常要在1200℃以上的高温烧结2~20小时,温度高、时间长,耗能源多,制备成本高。
发明内容
本发明目的是提供一种粘接型钙钛矿锰氧化物材料,这种材料机械性能好,韧性增大,不易破碎,易加工制作成各种复杂形状的组件,制作成本低。
本发明实现其发明目的所采用的技术方案为,一种粘接型钙钛矿锰氧化物材料,用下述方法得到:
a、制备前驱粉将La2O3和SrCO3、CaCO3、Pr6O11、Co2O3中的一种及MnO2、按分子式La1-xMxMnO3 0<x<1的原子比配备原料,M为Sr、Ca、Pr、Co中的一种,将配备的原料研磨后,进行2~3次的煅烧及煅烧后的研磨,煅烧温度为1100℃~1300℃时间为5-20小时,制得La1-xMxMnO3前驱粉。
b、包裹偶联剂将a步的前驱粉与前驱粉重量0.5%-1.5%的偶联剂充分混合,并搅拌均匀。
c、粘接将1%~6%前驱粉重量的粘接剂及15%~30%粘接剂重量的固化剂依次溶于丙酮溶液中,然后加入b步包覆偶联剂后的前驱粉,均匀混合后烘干,在10~800Mpa压力下压制成型,即得。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明对前驱粉用偶联剂进行包裹,用粘接剂进行粘接,并用固化剂使其固化。包裹时前驱粉与偶联剂的无机基团结合,然后粘接时,偶联剂的有机基团与粘接剂结合,并在固化剂的作用下形成凝固状的聚合物,从而将前驱粉粘接形成具有高分子聚合物特征的材料,较之直接使用粘接剂进行粘接,本发明的粘接方法,大大增强了前驱粉之间的粘接强度,然后通过高压成型,进一步提高了材料的机械力学性能。制得的粘接型钙锰钛矿氧化物,较之将前驱粉通过高温烧结方式制得的钙钛矿锰氧化物材料,其机械力学性能更好,韧性得到明显改善,抗冲击、抗摔打、不易脆;易于二次加工成型,加工出的产品一致性好,可加工制作成各种复杂形状的组件,便于利用;在制作过程中没有后期的高温、长时间烧结过程,能耗小,制备成本低。
上述b步中加入的偶联剂为硅烷偶联剂。
上述的c步中加入的粘接剂为环氧树脂。环氧树脂粘结剂是最常用的粘结剂,它具有粘附力强,固化收缩率低,较好的耐热性能,固化成型方便,具有用多种固化剂可供选配。
上述的c步加入粘接剂后的烘干温度为60~150℃。
下面结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的详细说明
附图说明
图1a是本发明实施例一的粘接型La0.7Sr0.3MnO3的X射线衍射图谱。
图1b是本发明实施例一的粘接型La0.7Sr0.3MnO3的扫描电镜照片。
图2a是本发明实施例二的粘接型La0.7Ca0.3MnO3的X射线衍射图谱。
图2b是本发明实施例二的粘接型La0.7Ca0.7MnO3的扫描电镜照片。
其中图1a、图2a中,纵坐标为衍射强度,横坐标为衍射角2θ,单位为度(deg)。
具体实施方式
实施例一
本发明的一种具体实施方式为,一种粘接型钙钛矿锰氧化物材料,用下述方法得到:
a、制备前驱粉将La2O3、SrCO3、MnO2按分子式La1-xMxMnO3 X=0.3的原子配比配料,其中M为Sr,将配备的原料研磨后,进行3次的煅烧及煅烧后的研磨,每次的煅烧温度均为1200℃时间为10小时,即得La0.7Sr0.3MnO3前驱粉。
b、偶联剂包裹将a步的前驱粉与前驱粉重量1%的硅烷偶联剂充分混合,并搅拌均匀。
c、粘接将1%前驱粉重量的环氧树脂粘接剂及与该份量的环氧树脂粘接剂配合的固化剂依次溶于丙酮溶液中,然后加入b步偶联剂包覆后的前驱粉,均匀混合后100℃烘干,在50Mpa压力下压制成型,即得。
图1a为本例制得物的X射线衍射图谱,图1b是本例的粘接型La0.7Sr0.3MnO3的扫描电镜照片。两图说明制得物确为La0.7Sr0.3MnO3,且其晶相结构良好。
实施例二
一种粘接型钙钛矿锰氧化物材料,用下述方法得到:
a、制备前驱粉:将La2O3、CaCO3、MnO2按分子式La1-xMxMnO3 X=0.3的原子配比配备原料,其中M为Ca,将配备的原料研磨后,进行3次的煅烧及煅烧后的研磨,每次的煅烧温度均为1200℃时间为10小时,即得La0.7Ca0.3MnO3前驱粉。
b、偶联剂包裹将a步的前驱粉与前驱粉重量1%的硅烷偶联剂充分混合,并搅拌均匀。
c、粘接将3%前驱粉重量的环氧树脂粘接剂及与该份量的环氧树脂粘接剂配合的固化剂依次溶于丙酮溶液中,然后加入b步偶联剂包覆后的前驱粉,均匀混合后150℃烘干,在50Mpa压力下压制成型,即可。
图2a是本例的粘接型La0.7Ca0.3MnO3的X射线衍射图谱。图2b是本例的粘接型La0.7Sr0.3MnO3的扫描电镜照片。两图说明本例的制得物确为La0.7Ca0.3MnO,且其晶相结构良好。
实施例三
一种粘接型钙钛矿锰氧化物材料,用下述方法得到:
a、制备前驱粉:将La2O3、Co2O3、MnO2按分子式La1-xMxMnO3 X=0.9的原子比配备原料,其中M为Co,将配备的原料研磨后,将配备的原料研磨后,进行2次的煅烧及煅烧后的研磨,每次的煅烧温度均为1100℃时间为5小时,即得La0.1Co0.9MnO3前驱粉。
b、前驱粉外包裹偶联剂将a步的前驱粉与前驱粉重量0.5%的硅烷偶联剂充分混合,并搅拌均匀。
c、前驱粉的粘接将6%前驱粉重量的环氧树脂粘接剂及与该份量的环氧树脂粘接剂配合的固化剂依次溶于丙酮溶液中,然后加入b步偶联剂包覆后的前驱粉,均匀混合后60℃烘干,在10Mpa压力下压制成型,即得。
实施例四
一种粘接型钙钛矿锰氧化物材料,用下述方法得到:
a、制备前驱粉:将La2O3、Pr6O11、MnO2按分子式La1-xMxMnO3 X=0.1的原子配比配备原料,其中M为Pr,将配备的原料研磨后,进行2次的煅烧及煅烧后的研磨,每次的煅烧温度均为1300℃时间为20小时,即得La0.9Pr0.1MnO3前驱粉。
b、偶联剂包裹将a步的前驱粉与前驱粉重量1.5%的硅烷偶联剂充分混合,并搅拌均匀。
c、粘接将5%前驱粉重量的环氧树脂粘接剂及与该份量的环氧树脂粘接剂配合的固化剂依次溶于丙酮溶液中,然后加入b步偶联剂包覆后的前驱粉,均匀混合后120℃烘干,在800Mpa压力下压制成型,即可。
本发明采用的与环氧树脂配合的固化剂种类及其配合量均为成熟的现有技术,如:乙二胺、二乙烯三胺、二丙烯三胺、三甲基六亚甲基二胺,而其与环氧树脂相配合的量,可以从其使用说明书上直接获取。
Claims (4)
1、一种粘接型钙钛矿锰氧化物材料,用下述方法得到:
a、制备前驱粉将La2O3和SrCO3、CaCO3、Pr6O11、Co2O3中的一种及MnO2、按分子式La1-xMxMnO30<x<1的原子比配备原料,M为Sr、Ca、Pr、Co中的一种,将配备的原料研磨后,进行2~3次的煅烧及煅烧后的研磨,每次的煅烧温度均为1100℃~1300℃时间为5-20小时,制得La1-xMxMnO3前驱粉;
b、偶联剂包裹将a步的前驱粉与0.5%-1.5%前驱粉重量的偶联剂混合,并搅拌均匀;
c、粘接将1%~6%前驱粉重量的粘接剂及与粘接剂配合的固化剂依次溶于丙酮溶液中,然后加入b步包覆偶联剂后的前驱粉,均匀混合后烘干,在10~800Mpa压力下压制成型,即得。
2、一种如权利要求1所述的粘接型钙钛矿锰氧化物材料,其特征在于:所述b步中加入的偶联剂为硅烷偶联剂。
3、一种如权利要求1所述的粘接型钙钛矿锰氧化物材料,其特征在于:所述的c步中加入的粘接剂为环氧树脂。
4、一种如权利要求1所述的粘接型钙钛矿锰氧化物材料,其特征在于:所述的c步加入粘接剂后的烘干温度为60~150℃。
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