CN105753482A - 一种Y2O3包覆ZrB2陶瓷粉体配方及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种Y2O3包覆ZrB2陶瓷粉体,包括如下组份：ZrB2粉体1?5克、浓度为0.1mol/L的沉淀剂50?500毫升、Y2O3粉末0.2?1克、浓度为6mol/L HNO3 50?500毫升、Al(NO3)3·9H2O 2?20克。通过实验没有包覆的ZrB2陶瓷粉体和包覆Y2O3的ZrB2陶瓷粉体对比，包覆Y2O3的ZrB2陶瓷粉体在抗氧化性能优良，结构致密，耐高温性能优越。

Description

一种Y2O3包覆ZrB2陶瓷粉体配方及其制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷领域，具体地，涉及一种Y2O3包覆ZrB2陶瓷粉体配方及其制备方法。
背景技术
硼化锆具有极高的熔点、硬度、化学稳定性、良好的导电导热性等优良特性，因此在航空航天、耐火、切削、电极等领域有广泛的应用前景。但是，ZrB2难以烧结致密、高温下易氧化及抗热震能力差，使其实用化难以实现。如何获得高致密ZrB2陶瓷并提高其高温抗氧化性和抗热震性，是当今ZrB2陶瓷研究的一个热点。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种抗氧化性能优良、结构致密、耐高温性能优越的Y2O3包覆ZrB2陶瓷粉体及其制备方法。
本发明解决上述问题所采用的技术方案是：一种Y2O3包覆ZrB2陶瓷粉体配方,包括如下组份：ZrB2粉体1-5克、浓度为0.1mol/L的沉淀剂50-500毫升、Y2O3粉末0.2-1克、浓度为6mol/L的HNO3溶液50-500毫升、Al(NO3)3·9H2O 2-20克。
优选的，所述的ZrB2粉体粒度为50-100nm。
本发明解决上述问题所采用的另一技术方案是：一种Y2O3包覆ZrB2陶瓷粉体制备方法，包括如下步骤:
步骤1：将2-20克Al(NO3)3·9H2O溶于去300毫升离子水中，用磁力搅拌器搅拌直至Al(NO3)3·9H2O完全溶解；
步骤2：称取Y2O3粉末0.2-1克放入烧杯，加入去离子水混合，再用超声发生器将水中Y2O3分散均匀；向分散好的Y2O3悬浮液中加50-500毫升浓度为6mol/L HNO3，然后水浴加热，同时用玻璃棒搅拌，直至Y2O3完全溶解；
步骤3：将反应完全的Y(N03)3溶液用磁力搅拌器搅拌，搅拌过程中逐滴加入氨水，直至溶液中出现少量白色絮状沉淀，加入少量浓硝酸白色沉淀又马上消失为止；
步骤4：把制得的Y(N03)3溶液与AI(N03)3溶液进行混合，加入适量去离子水使溶液达到Y+3和AI+3浓度为0.1mol/L-0.5mol/L；
步骤5：称取1-5克ZrB2粉体倒入烧杯中，加入去离子水，将其超声分散均匀，再用搅拌机对其进行搅拌，逐滴滴入氨水，使ZrB2浆体的pH值在8-12范围内；
步骤6：将步骤4的复合溶液逐滴滴入具分散性的ZrB2浆体中，同时加入氨水并强力搅拌溶液，当滴完后，继续搅拌20分钟时间，得到包覆后的ZrB2沉淀物；
步骤7:在旋转蒸发器中干燥沉淀物后，粉体在800℃的富氧气氛下分解，所述的分解后的粉体经20MPa冷压成型后，在0.1Pa的真空气氛中和20Mpa的压力下，在热压炉中1500℃热压烧结45分钟制成陶瓷粉体。
综上，本发明的有益效果是：通过实验没有包覆的ZrB2陶瓷粉体和包覆Y2O3的ZrB2陶瓷粉体对比，包覆Y2O3的ZrB2陶瓷粉体在抗氧化性能优良，结构致密，耐高温性能优越。
具体实施方式
下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例1
一种Y2O3包覆ZrB2陶瓷粉体配方,包括如下组份：50nm ZrB2粉体1克、浓度为0.1mol/L的沉淀剂200毫升、Y2O3粉末0.2克、浓度为6mol/L HNO3 50毫升、Al(NO3)3·9H2O 5克。
一种Y2O3包覆ZrB2陶瓷粉体制备方法，包括如下步骤:
步骤1：将5克Al(NO3)3·9H2O溶于去300毫升离子水中，用磁力搅拌器搅拌直至Al(NO3)3·9H2O完全溶解；
步骤2：称取Y2O3粉末0.2克放入烧杯，加入去离子水混合，再用超声发生器将水中Y2O3分散均匀；向分散好的Y2O3悬浮液中加50-500毫升浓度为6mol/L HNO3，然后水浴加热，同时用玻璃棒搅拌，直至Y2O3完全溶解；
步骤3：将反应完全的Y(N03)3溶液用磁力搅拌器搅拌，搅拌过程中逐滴加入氨水，直至溶液中出现少量白色絮状沉淀，加入少量浓硝酸白色沉淀又马上消失为止；
步骤4：把制得的Y(N03)3溶液与AI(N03)3溶液进行混合，加入适量去离子水使溶液达到Y+3和AI+3浓度为0.1mol/L；
步骤5：称取1-5克ZrB2粉体倒入烧杯中，加入去离子水，将其超声分散均匀，再用搅拌机对其进行搅拌，逐滴滴入氨水，使ZrB2浆体的pH值在8；
步骤6：将步骤4的复合溶液逐滴滴入具分散性的ZrB2浆体中，同时加入氨水并强力搅拌溶液，当滴完后，继续搅拌20分钟时间，得到包覆后的ZrB2沉淀物；
步骤7:在旋转蒸发器中干燥沉淀物后，粉体在800℃的富氧气氛下分解，所述的分解后的粉体经20MPa冷压成型后，在0.1Pa的真空气氛中和20Mpa的压力下，在热压炉中1500℃热压烧结45分钟制成陶瓷粉体。
实施例2
一种Y2O3包覆ZrB2陶瓷粉体配方,包括如下组份：70nm ZrB2粉体3克、浓度为0.1mol/L的沉淀剂300毫升、Y2O3粉末0.5克、浓度为6mol/L HNO3 350毫升、Al(NO3)3·9H2O 10克。
一种Y2O3包覆ZrB2陶瓷粉体制备方法，包括如下步骤:
步骤1：将10克Al(NO3)3·9H2O溶于去300毫升离子水中，用磁力搅拌器搅拌直至Al(NO3)3·9H2O完全溶解；
步骤2：称取Y2O3粉末0.5克放入烧杯，加入去离子水混合，再用超声发生器将水中Y2O3分散均匀；向分散好的Y2O3悬浮液中加350毫升浓度为6mol/L HNO3，然后水浴加热，同时用玻璃棒搅拌，直至Y2O3完全溶解；
步骤3：将反应完全的Y(NO3)3溶液用磁力搅拌器搅拌，搅拌过程中逐滴加入氨水，直至溶液中出现少量白色絮状沉淀，加入少量浓硝酸白色沉淀又马上消失为止；
步骤4：把制得的Y(NO3)3溶液与AI(NO3)3溶液进行混合，加入适量去离子水使溶液达到Y+3和AI+3浓度为0.3mol/L；
步骤5：称取3克ZrB2粉体倒入烧杯中，加入去离子水，将其超声分散均匀，再用搅拌机对其进行搅拌，逐滴滴入氨水，使ZrB2浆体的pH值在10；
步骤6：将步骤4的复合溶液逐滴滴入具分散性的ZrB2浆体中，同时加入氨水并强力搅拌溶液，当滴完后，继续搅拌20分钟时间，得到包覆后的ZrB2沉淀物；
步骤7:在旋转蒸发器中干燥沉淀物后，粉体在800℃的富氧气氛下分解，所述的分解后的粉体经20MPa冷压成型后，在0.1Pa的真空气氛中和20Mpa的压力下，在热压炉中1500℃热压烧结45分钟制成陶瓷粉体。
实施例3
一种Y2O3包覆ZrB2陶瓷粉体配方,包括如下组份：90nm ZrB2粉体3.5克、浓度为0.1mol/L的沉淀剂400毫升、Y2O3粉末0.6克、浓度为6mol/L HNO3 400毫升、Al(NO3)3·9H2O 12克。
一种Y2O3包覆ZrB2陶瓷粉体制备方法，包括如下步骤:
步骤1：将12克Al(NO3)3·9H2O溶于去300毫升离子水中，用磁力搅拌器搅拌直至Al(NO3)3·9H2O完全溶解；
步骤2：称取Y2O3粉末0.6克放入烧杯，加入去离子水混合，再用超声发生器将水中Y2O3分散均匀；向分散好的Y2O3悬浮液中加400毫升浓度为6mol/L HNO3，然后水浴加热，同时用玻璃棒搅拌，直至Y2O3完全溶解；
步骤3：将反应完全的Y(N03)3溶液用磁力搅拌器搅拌，搅拌过程中逐滴加入氨水，直至溶液中出现少量白色絮状沉淀，加入少量浓硝酸白色沉淀又马上消失为止；
步骤4：把制得的Y(N03)3溶液与AI(N03)3溶液进行混合，加入适量去离子水使溶液达到Y+3和AI+3浓度为0.4mol/L；
步骤5：称取1-5克ZrB2粉体倒入烧杯中，加入去离子水，将其超声分散均匀，再用搅拌机对其进行搅拌，逐滴滴入氨水，使ZrB2浆体的pH值在11；
步骤6：将步骤4的复合溶液逐滴滴入具分散性的ZrB2浆体中，同时加入氨水并强力搅拌溶液，当滴完后，继续搅拌20分钟时间，得到包覆后的ZrB2沉淀物；
步骤7:在旋转蒸发器中干燥沉淀物后，粉体在800℃的富氧气氛下分解，所述的分解后的粉体经20MPa冷压成型后，在0.1Pa的真空气氛中和20Mpa的压力下，在热压炉中1500℃热压烧结45分钟制成陶瓷粉体。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种Y2O3包覆ZrB2陶瓷粉体配方,其特征在于：包括如下组份：ZrB2粉体1-5克、浓度为0.1mol/L的沉淀剂50-500毫升、Y2O3粉末0.2-1克、浓度为6mol/L的HNO3溶液50-500毫升、Al(NO3)3·9H2O 2-20克。
2.根据权利要求1所述的一种Y2O3包覆ZrB2陶瓷粉体配方,其特征在于：所述的ZrB2粉体粒度为50-100nm。
3.一种Y2O3包覆ZrB2陶瓷粉体制备方法，其特征在于：包括如下步骤:
步骤1：将2-20克Al(NO3)3·9H2O溶于去300毫升离子水中，用磁力搅拌器搅拌直至Al(NO3)3·9H2O完全溶解；
步骤2：称取Y2O3粉末0.2-1克放入烧杯，加入去离子水混合，再用超声发生器将水中Y2O3分散均匀；向分散好的Y2O3悬浮液中加50-500毫升浓度为6mol/L HNO3，然后水浴加热，同时用玻璃棒搅拌，直至Y2O3完全溶解；
步骤3：将反应完全的Y(NO3)3溶液用磁力搅拌器搅拌，搅拌过程中逐滴加入氨水，直至溶液中出现少量白色絮状沉淀，加入少量浓硝酸白色沉淀又马上消失为止；
步骤4：把制得的Y(NO3)3溶液与AI(NO3)3溶液进行混合，加入适量去离子水使溶液达到Y+3和AI+3浓度为0.1mol/L-0.5mol/L；
步骤5：称取1-5克ZrB2粉体倒入烧杯中，加入去离子水，将其超声分散均匀，再用搅拌机对其进行搅拌，逐滴滴入氨水，使ZrB2浆体的pH值在8-12范围内；
步骤6：将步骤4的复合溶液逐滴滴入具分散性的ZrB2浆体中，同时加入氨水并强力搅拌溶液，当滴完后，继续搅拌20分钟时间，得到包覆后的ZrB2沉淀物；
步骤7:在旋转蒸发器中干燥沉淀物后，粉体在800℃的富氧气氛下分解，所述的分解后的粉体经20MPa冷压成型后，在0.1Pa的真空气氛中和20Mpa的压力下，在热压炉中1500℃热压烧结45分钟制成陶瓷粉体。
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