CN108424142A - 一种BaZrY粉末材料的制备方法 - Google Patents

一种BaZrY粉末材料的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN108424142A
CN108424142A CN201810398060.1A CN201810398060A CN108424142A CN 108424142 A CN108424142 A CN 108424142A CN 201810398060 A CN201810398060 A CN 201810398060A CN 108424142 A CN108424142 A CN 108424142A
Authority
CN
China
Prior art keywords
bazry
preparation
dusty materials
temperature
sources
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201810398060.1A
Other languages
English (en)
Inventor
杨钧
陈铠炀
官万兵
王建新
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS
Original Assignee
Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS filed Critical Ningbo Institute of Material Technology and Engineering of CAS
Priority to CN201810398060.1A priority Critical patent/CN108424142A/zh
Publication of CN108424142A publication Critical patent/CN108424142A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/50Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on rare-earth compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/44Metal salt constituents or additives chosen for the nature of the anions, e.g. hydrides or acetylacetonate
    • C04B2235/443Nitrates or nitrites

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Abstract

本发明提供一种BaZrY粉末材料的制备方法。该方法选择YSZ粉末作为Zr源和Y源,与Ba源混合后均匀溶解在溶剂中构成原料溶液,然后将原料溶液加热以蒸发溶剂,得到前驱体;再将前驱体加热至热处理温度后保温,然后冷却至室温,最后进行研磨得到BaZrY粉末材料。利用该方法能够在低的热处理温度条件下得到形貌规则、分散均匀、成相良好的BaZrY粉末材料,具有成本低、工艺简单,成相温度低的优点。

Description

一种BaZrY粉末材料的制备方法
技术领域
本发明涉及陶瓷材料技术领域,尤其涉及一种BaZrY粉末的制备方法。
背景技术
BaZrY粉末材料具有良好的烧结活性和良好的电导率等优点,近年来在燃料电池电解质领域受到研究人员的广泛关注。
目前,BaZrY粉末材料的制备方法主要有溶胶凝胶法、固相反应法、固液法与脉冲激光沉积法(PLD)。溶胶凝胶法的主要缺点是工艺流程复杂,并且不适宜大规模生产。固相反应法的主要缺点是Ba元素流失,导致无法得到纯度很高的相。固液法在低温下无法得到纯相。脉冲激光沉积法存在工艺流程复杂,只适合小规模生产的缺点,并且成本很高。
另外,现有的BaZrY粉末材料的制备中,原料由Ba源、Zr源和Y源组成,但是,Zr元素和Y元素的合成一般很困难,造成粉末材料形貌不规则、分散不均匀等问题。
除此之外,BaZrY粉末材料的制备中包括热处理成相过程。但是由于Zr元素的烧结活性比较差,往往需要很高的烧结温度,所以目前BaZrY粉末材料的制备中热处理成相温度较高,导致成本高,能耗高。
为此,寻求一种简单、低成本,能够在较低热处理温度条件下得到形貌规则、分散均匀、成相良好的BaZrY粉末材料是本领域科技工作者的研究课题之一。
发明内容
针对上述技术现状,本发明旨在提供一种BaZrY粉末材料的制备方法,能够在较低热处理温度条件下得到形貌规则、分散均匀、成相良好的BaZrY粉末材料。
为了实现上述技术目的,本发明人在长期实验探索中发现,在BaZrY粉末材料的制备过程中,当选择YSZ粉末作为Zr源和Y源,与Ba源混合后均匀溶解在溶剂中构成原料溶液,然后进行如下过程A后,能够在低的热处理温度条件下得到形貌规则、分散均匀、成相良好的BaZrY粉末材料:
过程A:将原料溶液加热以蒸发溶剂,得到前驱体;将前驱体进行热处理,即,将前驱体加热至一定温度后保温,然后冷却至室温进行研磨,得到BaZrY粉末材料。
即,本发明的技术方案为:一种BaZrY粉末材料的制备方法,其特征是:包括如下步骤:
(1)选择YSZ粉末作为Zr源和Y源,与Ba源混合后均匀溶解在溶剂中构成原料溶液;
(2)将原料溶液加热以蒸发溶剂,得到前驱体;
(3)将前驱体加热至热处理温度后保温,然后冷却至室温,最后进行研磨,得到BaZrY粉末材料。
所述步骤(1)中,钡源不限,包括硝酸钡等。
作为优选,在所述步骤(2)中,为了使原料溶液受热均匀,采用恒温水蒸气加热原料溶液,使其中的溶剂受热蒸发,有利于Ba源、Zr源和Y源在热处理过程中的合成。作为一种实现方式,采用水浴装置,原料溶液盛放于培养皿中,利用水浴加热后产生的水蒸气加热培养皿,使其中的溶剂受热蒸发,得到粉末前驱体。
作为优选,水蒸气温度为60-100℃,优选为70-90℃。
作为优选,水浴装置中,培养皿架设在水浴上方,不接触水浴,水浴加热后产生的水蒸气接触培养皿。
与现有技术相比,本发明的有益效果如下:
本发明中,直接利用工业YSZ粉末作为Zr源和Y源,由于YSZ粉末中包含Zr与Y两种元素,并且这两种元素在YSZ粉末中已合成良好,因此解决了Zr与Y两种元素很难合成的问题,并且实验发现,使用YSZ粉末与钡源混合后构成原料溶液,然后加热蒸发溶剂,之后进行热处理成相,最后研磨得到的BaZrY粉末不仅形貌规则,而且还有助于在热处理过程中降低热处理成相温度,在1000℃以下即可成相良好,甚至在900℃就能实现BaZrY粉末成相。
附图说明
图1是本发明实施例1中的水浴装置示意图;
图2是本发明实施例1中制得的BaZrY粉末的SEM图;
图3是本发明实施例1中制得的BaZrY粉末900-1300℃的XRD图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步详细描述,需要指出的是,以下所述实施例旨在便于对本发明的理解,而对其不起任何限定作用。
图1中的附图标记为:1-水浴锅;2-球形玻璃培养皿;3-玻璃棒。
实施例1:
本实施例中,BaZrY粉末的制备方法如下:
(1)水浴装置示意图如图1所示。其中,水浴锅1采用邦西仪器科技(上海)有限公司的型号为恒温水浴锅HH-6-02577,球形玻璃培养皿2型号为φ120mm,玻璃棒型号为φ3mm。
选择YSZ粉末作为Zr源和Y源,选择硝酸钡作为Ba源。
(2)将对应重量的YSZ粉末与硝酸钡加入球形玻璃皿2中,加入适量蒸馏水后将其用玻璃棒3搅拌,完全溶解均匀分散,得到原料溶液;将球形玻璃皿架设在水浴上方,不接触水浴;将水浴锅1的温度调整为90℃,水浴加热后产生的水蒸气接触培养皿缓慢加热,直至原料溶液中的溶剂蒸干,在球形玻璃皿底部留下白色粉末前驱体,期间如若球样培养皿壁上有残留的粉末样品,则用玻璃棒将其轻轻刮下,落入培养皿底部。
(3)将前驱体加热至热处理温度后保温180min,然后冷却至室温,最后进行研磨,得到BaZrY粉末材料。
图2是上述步骤(3)中热处理温度分别选择900℃、1000℃、1100℃、1200℃、1300℃得到的BaZrY粉末材料的XRD图。从图中可以看出,在900℃热处理条件下,BaZrY粉末材料已经成相良好。
图3是上述步骤(3)中在900℃热处理条件下得到的BaZrY粉末材料的SEM图,从图3中可以看出,在900℃热处理条件下,BaZrY粉末的形貌规则,呈立方体形貌,并且分散均匀。
以上所述的实施例对本发明的技术方案进行了详细说明,应理解的是以上所述仅为本发明的具体实施例,并不用于限制本发明,凡在本发明的原则范围内所做的任何修改、补充或类似方式替代等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种BaZrY粉末材料的制备方法,其特征是:包括如下步骤:
(1)选择YSZ粉末作为Zr源和Y源,与Ba源混合后均匀溶解在溶剂中构成原料溶液;
(2)将原料溶液加热以蒸发溶剂,得到前驱体;
(3)将前驱体加热至热处理温度后保温,然后冷却至室温,最后进行研磨,得到BaZrY粉末材料。
2.如权利要求1所述的BaZrY粉末材料的制备方法,其特征是:所述步骤(1)中,钡源包括硝酸钡。
3.如权利要求1所述的BaZrY粉末材料的制备方法,其特征是:所述步骤(2)中,采用恒温水蒸气加热原料溶液,使其中的溶剂受热蒸发。
4.如权利要求3所述的BaZrY粉末材料的制备方法,其特征是:水蒸气温度为60-100℃。
5.如权利要求4所述的BaZrY粉末材料的制备方法,其特征是:水蒸气温度为70-90℃。
6.如权利要求3所述的BaZrY粉末材料的制备方法,其特征是:采用水浴装置,原料溶液盛放于培养皿中,利用水浴加热后产生的水蒸气加热培养皿,使其中的溶剂受热蒸发。
7.如权利要求6所述的BaZrY粉末材料的制备方法,其特征是:水浴装置中,培养皿架设在水浴上方,不接触水浴,水浴加热后产生的水蒸气接触培养皿。
8.如权利要求1至7中任一权利要求所述的BaZrY粉末材料的制备方法,其特征是:热处理温度在1000℃以下。
9.如权利要求8所述的BaZrY粉末材料的制备方法,其特征是:热处理温度为900℃。
CN201810398060.1A 2018-04-28 2018-04-28 一种BaZrY粉末材料的制备方法 Pending CN108424142A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810398060.1A CN108424142A (zh) 2018-04-28 2018-04-28 一种BaZrY粉末材料的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810398060.1A CN108424142A (zh) 2018-04-28 2018-04-28 一种BaZrY粉末材料的制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN108424142A true CN108424142A (zh) 2018-08-21

Family

ID=63162053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810398060.1A Pending CN108424142A (zh) 2018-04-28 2018-04-28 一种BaZrY粉末材料的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN108424142A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111408729A (zh) * 2019-01-04 2020-07-14 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种Ni-BaZrY复合粉末的制备方法
CN113952979A (zh) * 2020-07-21 2022-01-21 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种用于氨分解制氢的催化剂
CN116375469A (zh) * 2023-03-31 2023-07-04 中国矿业大学 一种固相合成质子导体电解质陶瓷粉体的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05139750A (ja) * 1991-11-19 1993-06-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 酸化物超イオン伝導材料
CN101142150A (zh) * 2005-03-15 2008-03-12 松下电器产业株式会社 离子导体
CN105026316A (zh) * 2013-07-11 2015-11-04 沙特基础工业全球技术公司 制备烧绿石的方法
CN105777162A (zh) * 2016-03-19 2016-07-20 上海大学 一种掺杂Y2O3的BaZrO3耐火材料

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05139750A (ja) * 1991-11-19 1993-06-08 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 酸化物超イオン伝導材料
CN101142150A (zh) * 2005-03-15 2008-03-12 松下电器产业株式会社 离子导体
CN105026316A (zh) * 2013-07-11 2015-11-04 沙特基础工业全球技术公司 制备烧绿石的方法
CN105777162A (zh) * 2016-03-19 2016-07-20 上海大学 一种掺杂Y2O3的BaZrO3耐火材料

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
I. ANTUNES ET AL.: "Mechanosynthesis of nanopowders of the proton-conducting electrolyte material Ba(Zr,Y)O3-d", 《JOURNAL OF SOLID STATE CHEMISTRY》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111408729A (zh) * 2019-01-04 2020-07-14 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种Ni-BaZrY复合粉末的制备方法
CN113952979A (zh) * 2020-07-21 2022-01-21 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 一种用于氨分解制氢的催化剂
CN116375469A (zh) * 2023-03-31 2023-07-04 中国矿业大学 一种固相合成质子导体电解质陶瓷粉体的方法
CN116375469B (zh) * 2023-03-31 2024-05-03 中国矿业大学 一种固相合成质子导体电解质陶瓷粉体的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108424142A (zh) 一种BaZrY粉末材料的制备方法
CN104974371B (zh) 一种石墨烯-壳聚糖多孔复合材料的制备方法
Carella et al. High lithium content silicates: A comparative study between four routes of synthesis
CN105731419A (zh) 一种棒状多级孔碳材料的制备方法
CN107032318B (zh) 一种片状含氮碳材料及其制备方法
Li et al. Ultra-low temperature reactive flash sintering synthesis of high-enthalpy and high-entropy Ca0. 2Co0. 2Ni0. 2Cu0. 2Zn0. 2O oxide ceramics
Hong et al. Fabrication and characterization of Li2TiO3 core–shell pebbles with enhanced lithium density
CN108365184A (zh) 一种锂离子电池用富碳多孔SiOC负极材料及其制备方法
CN107887514A (zh) 一种钙钛矿薄膜的制备方法及其应用
CN101928037A (zh) 一种二氧化锡中空立方体的制备方法
Kumar et al. Experimental investigations on the performance of a single slope solar still with thermal energy storage
CN108726518A (zh) 一种碱活化法制备高比表面积活性炭的方法
CN109251352A (zh) 一种结构可控的聚乙烯醇/海藻酸钠/羟基磷灰石多孔支架制备方法
CN111945028B (zh) 高孔隙率微/纳米多孔NiO/Ni材料及其制备方法与专用设备
CN105800571A (zh) 一种二维纳米片碳氮材料的制备方法
CN107572539A (zh) 一种复合凝胶隔热材料的制备方法
CN104150535B (zh) 一种合成大长径比片状铌酸钠粉体的方法
CN103979979A (zh) 一种利用注浆成型制备锆酸钡坩埚的方法
CN106883825A (zh) 一种硬脂酸/改性硅藻土复合相变储能材料的制备方法
CN101549891B (zh) 一种粒状氯铂酸的制备方法
CN203355763U (zh) 一种恒温水浴锅
CN217516925U (zh) 一种用于制备amep蛋白的发酵罐
CN102424986B (zh) 熔盐电解法制备钛钨合金的方法
CN1025083C (zh) 微机控制架式大曲发酵制曲方法
CN108752046A (zh) 一种制备等静压石墨制品的浸渍方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180821

RJ01 Rejection of invention patent application after publication