CN102503415B

CN102503415B - 一种复合氧化锆的制备方法

Info

Publication number: CN102503415B
Application number: CN201110285275.0A
Authority: CN
Inventors: 赵兴国; 蒋训莎; 刘艳丽; 林滟新; 聂晓明
Original assignee: Guangdong Fenghua Advanced Tech Holding Co Ltd
Current assignee: Guangdong Fenghua Advanced Tech Holding Co Ltd
Priority date: 2011-09-23
Filing date: 2011-09-23
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2031-09-23
Also published as: CN102503415A

Abstract

一种复合氧化锆的制备方法，步骤为：A、将氨水滴加到氯氧化锆溶液中反应，反应完成后生成氢氧化锆水凝胶；B、用去离子水洗涤氢氧化锆水凝胶,经压滤得到氢氧化锆胶体；C、干燥氢氧化锆胶体，然后打粉得到粉状氧化锆；D、在粉状氧化锆中添加氧化钇、小料（氧化铝、氧化镁、氧化钙中的一种或几种）进行混合（球磨或搅拌罐混合），混合完毕后将该混合料于950～1050℃煅烧2～3小时即得复合氧化锆粉末。本发明得到了高性能复合氧化锆材料的规模化生产方法，所生产的复合氧化锆材料混合均匀性好，产品比表面积可控，晶相结构可控。

Description

一种复合氧化锆的制备方法

技术领域

本发明涉及一种化工材料的制备方法，更具体地说，本发明涉及一种复合氧化锆的制备方法。

背景技术

高性能复合氧化锆粉体是制作氧化锆特种陶瓷、光通讯器件、高级耐火材料、新能源材料的基础原料。目前国内复合氧化锆产能低，因质量指标与进口产品差距较大而只能应用于相对底端的工业领域。

当前广泛应用的复合氧化锆陶瓷普遍采用固相烧结及液相混合反应工艺。前者能耗大，对设备要求高，后者则在产品锆与钇之间的混合均匀性上略有欠缺。中国专利申请CN101100379A公开了一种复合氧化锆材料的制备方法，其将钇锆盐液相混合后加碱液沉淀为凝胶，然后将凝胶与分散剂及粘结剂球磨混合。因锆凝胶体积庞大，所以此方法在混合上操作困难，且产能低下。中国专利申请CN102040381A公开了一种超细氧化锆粉体的制备方法，其中沉淀剂选用季铵碱，并采用特殊沉淀法相结合制备超细氧化锆粉体。季铵碱既是碱性物质可以从锆盐溶液中析出氢氧化锆凝胶，同时在需要的情况下还可以通过控制添加含钇的化合物的量来制备四方相和立方相的氧化锆粉体。该方法在锆钇的混合均匀性上很难得到提高。

发明内容

针对上述技术问题，本发明解决的技术问题是解决了复合氧化锆材料的混合均匀性差、晶型结构难控制的问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种复合氧化锆的制备方法，步骤为：A、将氨水滴加到氯氧化锆溶液中反应，控制氨水与氯氧化锆的摩尔比为（2.0～3.0）:1，控制反应温度为55～70℃，控制流量为1800～2500L/h，滴加完氨水后再恒温1～2小时，反应完成后生成氢氧化锆水凝胶；B、用去离子水洗涤氢氧化锆水凝胶, 经压滤得到氢氧化锆胶体；C、在200～500℃下干燥氢氧化锆胶体，然后打粉得到粉状氧化锆，所述的打粉是指利用打粉机将干燥后的块状物料粉碎；D、在粉状氧化锆中添加氧化钇、小料进行混合，混合时间为5-10h，混合完毕后将该混合料于950～1050℃煅烧2～3小时即得复合氧化锆粉末，所述小料是指氧化铝、氧化镁、氧化钙中的一种或几种，所述混合为球磨或搅拌罐混合。

进一步：在上述复合氧化锆的制备方法中，所述步骤A 中氯氧化锆溶液浓度为0.3～0.7mol/L,氨水浓度为：1.6～2.4mol/L。所述步骤D中，氧化钇添加量是粉状氧化锆重量百分含量的4.5%～6.5%，小料添加量是粉状氧化锆重量百分含量的0.2%～0.6%。

与现有技术相比，本发明首先将一定浓度的氨水按一定比例加入到一定浓度的氯氧化锆溶液中，控制加料流速、保温温度与保温时间，反应生成氢氧化锆胶体。洗涤后通过压滤、烘干、打粉将胶体处理为粉状氧化锆。将粉状氧化锆与氧化钇及小料按一定比例添加后混合一定时间，将混合料于一定温度下煅烧即得到单斜与四方相共存的氧化锆粉体。本发明得到了高性能复合氧化锆材料的规模化生产方法，所生产的复合氧化锆材料粒子混合均匀性好，产品比表面积可控，晶相结构可控。本产品以其优良的机械性能和塑性广泛应用于特种陶瓷、高级耐火材料、新能源材料等领域。

具体实施方式

本发明的主旨是先将一定浓度的氨水按一定比例加入到一定浓度的氯氧化锆溶液中，控制加料流速、保温温度与保温时间，反应生成氢氧化锆胶体。洗涤后通过压滤、烘干、打粉将胶体处理为粉状氧化锆。将粉状氧化锆与氧化钇及小料按一定比例添加后混合一定时间，将混合料于一定温度下煅烧即得到单斜与四方相共存的氧化锆粉体。下面结合实施例对本发明的内容作进一步详述，实施例中所提及的内容并非对本发明的限定，制备方法中温度、时间及材料的选择可因地制宜而对结果并无实质性影响。

实施例1

a.将加料前氯氧化锆溶液浓度控制为0.3mol/L,氨水浓度控制为：1.6mol/L ；

b.将氨水滴加到氧化锆溶液中反应，控制氨水与氯氧化锆的摩尔比为2.0:1，控制反应温度为55℃，控制流量为1800L/h，滴加完氨水后再恒温1hr，反应完成后生成氢氧化锆水凝胶；

c.用去离子水洗涤氢氧化锆水凝胶, 经压滤得到氢氧化锆胶体；

d.在200℃下干燥氢氧化锆凝胶，然后打粉得到粉状氧化锆;

e.将粉状氧化锆、氧化钇、小料混合，其中氧化钇添加量为4.5%，小料添加量为0.2%，混合时间为5h；

f.混合完毕后将上述混合料于950℃煅烧2h即得到本发明产品；

利用扫描电子显微镜分析放大20000倍所得电镜如图1所示，利用X射线衍射仪分析所得衍射如图2所示。

实施例2

a.将加料前氯氧化锆溶液浓度控制为0.7mol/L,氨水浓度控制为： 2.4mol/L

b.将氨水滴加到氧化锆溶液中反应，控制氨水与氯氧化锆的摩尔比为3.0:1，控制反应温度为70℃，控制流量为2500L/h，滴加完氨水后再恒温2hr，反应完成后生成氢氧化锆水凝胶;

d.在500℃下干燥氢氧化锆凝胶，然后打粉得到粉状氧化锆;

e.将粉状氧化锆、氧化钇、小料混合，其中氧化钇添加量为6.5%，小料加量为0.6%，混合时间为10h；

f.混合完毕后将上述混合料于1050℃煅烧3h即得到本发明产品；

利用扫描电子显微镜分析放大20000倍所得电镜如图3所示，利用X射线衍射仪分析所得衍射如图4所示。

Claims

1.一种复合氧化锆的制备方法，其特征在于，步骤为：

A、将氨水滴加到氯氧化锆溶液中反应，控制氨水与氯氧化锆溶液的摩尔比为（2.0～3.0）:1，控制反应温度为55～70℃，控制流量为1800～2500L/h，滴加完氨水后再恒温1～2小时，反应完成后生成氢氧化锆水凝胶；

B、用去离子水洗涤氢氧化锆水凝胶, 经压滤得到氢氧化锆胶体；

C、在200～500℃下干燥氢氧化锆胶体，然后打粉得到粉状氧化锆；

D、在粉状氧化锆中添加氧化钇、小料进行混合，混合完毕后将该混合料于950～1050℃煅烧2～3小时即得复合氧化锆粉末；

所述的小料是氧化铝、氧化镁、氧化钙中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的复合氧化锆的制备方法，其特征在于：所述步骤A 中氯氧化锆溶液浓度为0.3～0.7mol/L,氨水浓度为：1.6～2.4mol/L。

3.根据权利要求2所述的复合氧化锆的制备方法，其特征在于：所述步骤D中，氧化钇添加量是粉状氧化锆重量百分含量的4.5%～6.5%，小料添加量是粉状氧化锆重量百分含量的0.2%～0.6%。