IT9019536A1 - Procedimento per la preparazione di ossidi misti di zirconio e ittrio - Google Patents

Procedimento per la preparazione di ossidi misti di zirconio e ittrio

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Description

Secondo una forma particolare di attuazione, vengono applicati gli ultrasuoni alla miscela durante la precipitazione, per ridurre ulteriormente la grandezza delle particelle precipitate.
Gli ossidi misti di zirconio e ittrio così ottenuti sono adatti per l'uso nel settore elettronico, irt particolare quale elettrolita solido per le celle a flusso di combustibile .
DESCRIZIONE
La presente invenzione riguarda un procedimento per la preparazione di ossidi misti di zirconio e ittrio adatti per l'uso nel settore elettronico, in particolare quale elettrolita solido per le celle a flusso di combustibile.
Vari ossidi metallici misti trovano impiego nei settori elettronico e meccanico. Un esempio di (questi è lo zirconio biossido (Zr02) che viene stabilizzato in una o l'altra di due fasi cristalline in funzione della quantità di ossido di ittrio (Y2°3^ incorporato. In particolare è noto che nell'ossido misto ad un livello di circa 4 moli % di ossido di ittrio viene stabilizzata la fase tetragonale del biossido di zirconio, che dimostra un'ottima stabilità meccanica, mentre ad un livello superiore a 8 moli % viene stabilizzata la forma cubica, che presenta caratteristiche interessanti per l'applicazione come elettrolita nelle celle a flusso di combustibile. Per questa ultima applicazione sono richiesti ossidi metallici in forma di particelle sferiche, di grandezza il più possibile uniforme, con dimensioni dell'ordine di un micron o meno.
Secondo la tecnica nota ossidi metallici in particelle con grandezza submicronica possono essere ottenuti per precipitazione da soluzioni omogenee dei sali inorganici dei metalli, come ad esempio descritto da E. Matijevic, Acc. Chem. Res. (1981), 14, 22. nel brevetto US 4.649.037 e nella domanda di brevetto Giappone N.
59-069.471. Un'altra via nota è basata su reazioni sol/gel da precursori organometallici, come ad esempio descritto da P. Colomban, in L' industrie Ceramique (1985), N. 792, 186 Un'ulteriore via è basata su reazioni di precipitazione da emulsioni come descritto da A.B. Hardy in "Preparation of Submicrometer Unagglomerated Oxide Particles by Reaction of Emulsion Droplets", Ph. D. Thesis, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA (1988); M. Akins in "Preparation of Fine Oxide Powders by Emulsion Precipitation", Ph. D. Thesis, Iowa State University, Des Moines, Iowa (1987); e G. Gowda ed altri in "Ceramic Powder from Sol-Emulsion-Gel Techniques", Final Project Report (RIO), Am. Cer. Soc.
Basic Science: Electronics and Glass Divisions Joint Meeting, New Orleans (LA), Nov. 1986.
Tuttavia questi approcci della tecnica nota non si sono dimostrati soddisfacenti per almeno uno dei seguenti aspetti: incapacità di produrre ossidi misti in forma sferica e con morfologia costante, incapacità o difficoltà di riproducibilità del metodo di preparazione ed impiego di reagenti costosi come ad esempio gli alcossidi metallici .
E' stato ora trovato un procedimento semplice e conveniente che consente l'ottenimento di ossidi misti di zirconio e ittrio nella forma cristallina cubica, di grandezza media inferiore a 1 um, in forma sferica e con caratteristiche morfologiche ben riproducibili.
In accordo con ciò la presente invenzione riguarda un procedimento per la preparazione di ossidi misti di zirconio e ittrio /ZrC^lY2°3^ ' con un contenuto di ittrio (valutato come metallo) da circa 15 a circa 21% in peso, in particelle sferiche con dimensioni da 0,1 a 2 pm, con grandezza media delle particelle da inferiore a 1 pm, in forma cristallina cubica, caratterizzato dal fatto che:
si prepara una miscela a partire da: una soluzione acquosa di carbossilati di zirconio e ittrio; un solvente organico scelto tra i nitrili alifatici contenenti da 1 a 3 atomi di carbonio nella porzione alchilica e tra gli alcoli alitatici contenenti nella molecola da 8 a 11 atomi di carbonio; ed un tensioattivo non ionico;
si provoca la precipitazione da detta miscela di particelle solide colloidali dei precursori degli ossidi misti di zirconio ed ittrio, operando ad un pH da 5 a 7, alla temperatura ambiente o a temperature prossime a quella ambiente; e
si calcina dette particelle solide precipitate a temperatura elevata per provocare la trasformazione diretta dallo stato amorfo alla forma cristallina cubica.
I carbossilati di ittrio e di zirconio adatti allo scopo sono preferìbilmente i sali di acidi carbossilici alifatici inferiori, specialmente gli acetati di zirconio e di ittrio.
I solventi organici vengono preferibilmente; scelti tra acetonitrile e n-ottanolo.
I tensioattivi non ionici vengono preferibilmente scelti tra gli alcoli alitatici etossilati aventi da 8 a 12 atomi di carbonio nella porzione alchile e da 4 a 8 unità condensate di ossido di etilene nella porzione ossietilenica.
Quando viene utilizzato un alcool alifatico contenente nella molecola da 8 a 11 atomi di carbonio, quale solvente organico, si ottiene una emulsione acqua in olio. Quando viene utilizzato allo scopo un nitrile alifatico contenente da 1 a 3 atomi di carbonio nella porzione alchilica, si ottiene una miscela monofasica.
Si dovrebbe notare che l'uso combinato del solvente nitrilico o alcolico e del tesioattivo non ionico è critico nel procedimento della presente invenzione. Infatti operando in assenza di questi solventi o del tensioattivo, oppure con solventi diversi, non si ottengono risultati utili. In particolare operando con il in ambiente acquoso contenente il tensioattivo ed i carbossilati metallici, ma in assenza del solvente nitrilico o alcolico, non si ottengono particelle sferiche e nemmeno sumicroniche degli ossidi misti di zirconio ed ittrio.
Preferibilmente la miscela, monofasica o bifasica, conterrà da 63 a 81% in peso di solvente organico, da 6 a 20% in peso di acqua e da 10 a 13% in peso di tensioattivo non ionico. Inoltre la fase acquosa conterrà, preferibilmente da 5 a 10% in peso dei carbossilati di ittrio e zirconio con un rapporto molare tra di loro da 0,6/1 a 2/1 e preferibilmente da 0,8/1 a 1,3/1.
La reazione di precipitazione avviene mantenendo la massa in agitazione e operando in un intervallo di pH da 5 a 7. Se necessario o conveniente, il valore del pH proprio della soluzione acquosa dei carbossilati di zirconio ed ittrio può essere corretto mediante aggiunta di piccole quantità di una base organica o inorganica. Basi adatte allo scopo sono gli idrossidi di metallo alcalino, come idrossido di sodio, e le ammine alifatiche come butilammina. La quantità di base aggiunta varierà convenientemente da 0 a 6 x 10-3 moli per ogni 1.000 g di miscela nel caso degli idrossidi di metallo alcalino e da 0 a 0,4 moli per ogni 1.000 g di miscela nel caso delle ammine alifatiche.
Nella realizzazione pratica del procedimento della presente invenzione si può procedere secondo una delle seguenti modalità:
quando si opera in assenza di una base aggiunta, si procede convenientemente preparando una soluzione acquosa dei carbossilati di ittrio e zirconio ed una soluzione del tensioattivo nel solvente organico prescelto; le due soluzioni vengono quindi portate a contatto tra di loro sotto agitazione per formare la miscela;
quando si opera con l'aggiunta di una base inorganica si procede convenientemente preparando una prima miscela tra il solvente organico, il tensioattivo e la soluzione acquosa dei carbossilati dei zirconio ed ittrio ed una seconda miscela acquosa tra il solvente organico, il tensioattivo e la soluzione acquosa della base inorganica; si procede quindi mescolando le due miscele;
quando si opera con l'aggiunta di una base organica, si procede convenientemente preparando una miscela tra il solvente organico, il tensioattivo e la soluzione acquosa dei carbossilati di zirconio ed ittrio ed aggiungendo una soluzione della base organica nel solvente organico.
In ogni caso, operando nelle condizioni sopra riportate, sotto agitazione e ad una temperatura da circa 18 a circa 25 “C, si forma un precipitato dei precursori dei precursori degli ossidi misti in un periodo di tempo breve e normalmente dell'ordine di 1-60 minuti. Questo precipitato è omogeneo, amorfo e sotto forma di polvere di particelle con forma sferica.
Secondo una forma di attuazione della presente invenzione, la miscela dalla quale forma il precipitato viene sottoposta all'azione degli ultrasuoni. In questo caso si ottiene un precipitato con grandezza delle particelle ulteriormente ridotta.
Alla fine della precipitazione, la polvere viene separata dalla miscela con i normali mezzi quali la filtrazione e la centrifugazione, lavata con alcool, ad esempio con etanolo al 95% e quindi con acqua bidi.stillata ed infine essiccata. La polvere essiccata viene infine calcinata a temperature elevate e tipicamente da circa 900 a circa 1.400 gradi C per un tempo dell'ordine di 1-10 ore. In queste condizioni si realizza la trasformazione diretta nella struttura cubica del biossido di zirconio stabilizzato con ossido di ittrio, con mantenimento della morfologia della polvere precipitata. In particolare la quantità di ittrio (valutato come metallo) nel prodotto calcinato può arrivare a valori dell'ordine di 21% in peso ed è tipicamente nell'intervallo da circa 10 a circa 21% in peso. Le particelle della polvere calcinata presentano un forma sferica, con grandezza da 0,1 a 2 p e con grandezza media inferiore a 1 pm.
Pertanto il procedimento della presente invenzione consente la preparazione di polveri di morfologia costante di ossidi misti di zirconio ed ittrio, o equivalentemente di ossido di zirconio dopato con ittrio, mediante una reazione semplice e conveniente. Questo procedimento consente l'ottenimento di tali ossidi in forma sferica, che mantengono la loro morfologia anche dopo calcinazione. I reagenti utilizzati, ed in particolare gli acetati di zirconio e ittrio, sono reagenti a basso costo. Le rese in precursore, cioè nel prodotto ottenuto nella precipitazione sono elevate ed in particolare di 90-100% calcolate sullo zirconio. La reazione di precipitazione avviene vantaggiosamente alla temperatura ambiente, con tempi di reazione molto bassi e consente di inglobare omogeneamente nel precipitato quantità di ittrio molto elevate, come sopra indicato. Questo precipitato si trasforma direttamente per calcinazione nella forma cubica cristallina del biossido di zirconio stabilizzato, particolarmente utile nell'impiego per elettrodi di celle a flusso di combustibile.
Gli esempi sperimentali che seguono vengono riportati a maggior illustrazione della presente invenzione.
Esempio 1.
Vengono preparati 21 g di una prima miscela, contenente 15 g di acetonitrile, 3 g del tensioattivo commerciale Brij 30 (dodecanolo etossilato mediamente con 4 moli di ossido di etilene) e 3 g di idrossido di sodio acquoso 0,2 M. Questa miscela viene aggiunta, sotto agitazione, ad un recipiente cilindrico contenente 24 g di una seconda miscela formata da 15 g di acetonitrile, 3 g di Brij 30 e 6 g di una soluzione acquosa al 2,5% in peso di acetato di zirconio e 2,5% in peso di acetato di ittrio. Il rapporto molare ittrio/zirconio risulta così pari a 1,23/1. Operando alla temperatura ambiente (20-25°C), entro 5 minuti dalla miscelazione si forma un precipitato bianco costituito da una polvere di morfologia sferica. Si mantiene la massa in agitazione per un'ora. Il precipitato ottenuto viene separato, lavato dapprima con etanolo al 95% e quindi con acqua bidistillata. Il precipitato lavato viene essiccato a 60°C per 12 ore in aria ottenendo 0,116 g di un prodotto solido essiccato.
L'analisi effettuata per microscopia elettronica indica una polvere di morfologia sferica. La perdita di peso per calcinazione a 1.200°C per 5 ore è pari a.33,5%. Le analisi effettuate in assorbimento atomico sul prodotto calcinato mostrano la presenza di 20,8% in peso di ittrio e 52,3% in peso di zirconio. La resa calcolata sullo zirconio di partenza è pari a 93%. La polvere calcinata presenta dimensioni da 0,2 a 2 jjm ed una grandezza media inferiore a 1 jim.
Esempio 2.
Si opera similmente all'esempio 1, mescolando sotto agitazione una prima miscela formata da 27,7 g di acetonitrile, 5,54 b di Brij 30 e 2,77 g di idroE;sido di sodio acquoso 0,2 M, ed una seconda miscela formata da 30 g di acetonitrile, 6 g di Brij 30 e 12 g di una soluzione acquosa al 2,5% in peso di acetato di ittrio e 2,5% in peso di acetato di zirconio. Anche in questo caso il rapporto molare ittrio/zirconio è pari a 1,23/1. Procedendo come nell'esempio 1, dopo essiccamento vengono raccolti 0,503 g di un solido, che viene calcinato per 5 ore a 1.200°C con una perdita in peso del 35%.
L'analisi elementare rivela che l'ossido misto finale contiene 15% in moli di Y2°3 e 85% in m°li di Zr*^ . Questa composizione viene confermata dall'analisi dei parametri di cella ottenuti per diffrazione ai raggi X, che produce 13,5% in moli di Y2Oj e 86 in m°li di ZrC>2 garantendo una struttura cubica cristallina del materiale calcinato .
Esempio 3.
Operando similmente all'esempio 1, vengono mescolate due miscele, la prima formata da 2 g di idrossido di sodio acquoso 0,2 M, 5 g di Brij 30 e 25 g di n-ottanolo, e la seconda formata da 0,5 g di acetato di ittrio al 5% in peso in acqua e 0,5 g di acetato di zirconio al 5% in peso in acqua, 1 g di Brij 30 e 5 g di n-ottanolo. Si ottiene una emulsione, bianca e lattescente che in 5 minuti produce un precipitato bianco colloidale di grandezza da 0,1 a 2 jam. Si mantiene in agitazione per circa 10 minuti, quindi il materiale precipitato viene separato, lavato con etanolo al 95% e con acqua bidistillata ed infine essiccato a 60°C per 12 ore.
Esempio 4.
Viene preparata una miscela monofasica contenente: (1) acetonitrile distillato di fresco: 689,9 g;
(2) tensioattivo commerciale Brij 30: 137,3 g;
(3) idrossido di sodio acquoso 0,2 M: 33,3 g;
(4) acetato di zirconio al 5% in peso in acqua, filtrato su membrana da 0,2 pm: 71,4 g;
(5) acetato di ittrio al 5% in peso in acqua,
filtrato su membrana da 0,2 pm: 71,4 g.
In un reattore cilindrico vengono caricati nell'ordine (1), (2) e (3) sotto agitazione. Si ottiene una soluzione alla quale vengono aggiunti (4) e (5) da un imbuto di carica, producendo una miscela lattescente. La reazione viene effettuata per 33 minuti, a 20 gradi C, sotto agitazione, e si forma un precipitato bianco che viene lavato due volte con etanolo al 95% e quindi con acqua bidistillata. Il precipitato lavato viene essiccato a 60°C per 5 ore sotto vuoto ottenendo 3,11 g di un prodotto solido. L'analisi per microscopia elettronica indica una polvere di morfologia sferica. La perdita di peso per calcinazione a 1.200°C per 5 ore è pari a 34,4%. Le analisi effettuate in assorbimento atomico sul prodotto calcinato mostrano la presenza di 12,9% in peso di ittrio e 36,1% in peso di zirconio. La resa calcolata sullo zirconio di partenza è pari a circa 100%. L'analisi per diffrazione a raggi X conferma una strutturi cubica cristallina dopo calcinazione. La polvere calcinata presenta dimensioni da 0,2 a 2 pm ed una grandezzia media inferiore a 1 pm.
Esempio 5.
Viene preparata una miscela contenente:
(1) 1-ottanolo (prodotto della Merck): 655,0 g;
(2) tensioattivo commerciale Brij 30: 131,0 g; (3) idrossido di sodio acquoso 0,2 M: 43,0 g;
(4) acetato di zirconio al 5% in peso in acqua, filtrato su membrana da 0,2 pm: 10,9 g;
(5) acetato di ittrio al 5% in peso in acqua, filtrato su membrana da 0,2 jum: 10,9 g.
In un reattore cilindrico vengono caricati nell'ordine (1), (2) e (3) sotto agitazione. Si ottiene una miscela torbida ed emulsionata alla quale vengono a.ggìunti (4) e (5) riuniti da un imbuto di carica, producendo una emulsione intensamente lattescente. La reazione viene effettuata per 33 minuti, a 20 gradi C, sotto agitazione, e si forma un precipitato bianco che viene lavato due volte con etanolo al 95%. Il precipitato lavato viene essiccato a 60°C per 6 ore sotto vuoto ottenendo 0,71 g di un prodotto solido. L'analisi per microscopia elettronica indica una polvere di morfologia sferica. La perdita di peso per calcinazione a 900°C per 5 ore è pari a 35%. Le analisi effettuate in assorbimento atomico sul prodotto calcinato mostrano la presenza di 19,2% in peso di ittrio e 27,2% in peso di zirconio. La resa calcolata sullo zirconio di partenza è pari a circa 100%. L'analisi per diffrazione a raggi X conferma una strutturai cubica cristallina dopo calcinazione. La polvere calcinata presenta dimensioni da 0,2 a 2 pm ed una grandezza media inferiore a 0,5 pm.

Claims (6)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per la preparazione di ossidi misti di zirconio e ittrio {ΖτΌ , con un contenuto di ittrio (valutato come metallo) da circa 15 a circa 21% in peso, in particelle sferiche con dimensioni da 0,1 a 2 jom, con grandezza media delle particelle inferiore a 1 jom, in forma cristallina cubica, caratterizzato da.l fatto che: si prepara una miscela a partire da: una soluzione acquosa di carbossilati di zirconio e ittrio; un solvente organico scelto tra i nitrili alifatici contenenti da 1 a 3 atomi di carbonio nella porzione alchilica e gli alcoli alifatici contenenti nella molecola da 8 a 11 atomi di carbonio; ed un tensioattivo non ionico; si provoca la precipitazione da detta miscela di particelle solide colloidali dei precursori degli ossidi misti di zirconio ed ittrio, operando ad un pH da 5 a 7, alla temperatura ambiente o a temperature prossime a quella ambiente; e si calcina dette particelle solide precipitate a temperatura elevata per provocare la trasformazione diretta dallo stato amorfo alla forma cristallina cubica.
  2. 2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i carbossilati di ittrio e di zirconio sono i sali di acidi carbossilici alifatici inferiori e preferibilmente gli acetati di zirconio e di ittrio, i solventi organici sono scelti tra acetonitrile e n-ottanolo ed i tensioattivi non ionici sono scelti tra gli alcoli alifatici etossilati aventi da 8 a 12 atomi di carbonio nella porzione alchile e da 4 a 8 unità condensate di ossido di etilene nella porzione ossietilenica.
  3. 3. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la miscela contiene da 63 a 81% in peso di solvente organica, da 6 a 20% in peso di acqua e da 10 a 13% in peso di tensioattivo non ionico, la fase acquosa contenendo da 5 a 10% in peso dei carbossilati di ittrio e zirconio con un rapporto molare tra di loro da 0,6/1 a 2/1 e preferibilmente da 0,8/1 a 1,3/1 e la precipitazione essendo effettuata ad una temperatura da circa 18 a circa 25°C, mantenendo la miscela sotto agitazione per un tempo di 1-60 minuti.
  4. 4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il pH della soluzione acquosa dei carbossilati di zirconio ed ittrio viene corretto mediante aggiunta di un idrossido di metallo alcalino e preferibilmente idrossido di sodio, o di una ammina alifatica e preferibilmente butilammina in quantità da 0 a 6 x IO<-3 >moli per ogni 1.000 g di miscela nel caso degli idrossidi di metallo alcalino e da 0 a 0,4 moli moli per ogni 1.000 g di miscela nel caso delle ammine alifatiche.
  5. 5. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la miscela dalla quale si forma il precipitato viene sottoposta all'azione degli ultrasuoni.
  6. 6. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che la calcinazione viene effettuata ad una temperatura da circa 900 a circa 1.400 gradi C per un tempo dell'ordine di 1-10 ore.
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IT19536A IT1241403B (it) 1990-03-02 1990-03-02 Procedimento per la preparazione di ossidi misti di zirconio e ittrio
ES91200406T ES2064877T3 (es) 1990-03-02 1991-02-26 Procedimiento para preparar oxidos mixtos de circonio e itrio.
AT91200406T ATE115093T1 (de) 1990-03-02 1991-02-26 Verfahren zur herstellung von gemischten oxiden von zirkonium und yttrium.
EP91200406A EP0450674B1 (en) 1990-03-02 1991-02-26 Process for preparing mixed oxides of zirconium and yttrium
DK91200406.6T DK0450674T3 (da) 1990-03-02 1991-02-26 Fremgangsmåde til fremstilling af blandede oxider af zirkonium og yttrium
DE69105583T DE69105583T2 (de) 1990-03-02 1991-02-26 Verfahren zur Herstellung von gemischten Oxiden von Zirkonium und Yttrium.
US07/661,829 US5118491A (en) 1990-03-02 1991-02-27 Process for preparing mixed oxides of zirconium and yttrium
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0897895B1 (de) * 1997-08-18 2001-05-30 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Herstellen eines keramischen Pulvers für einen Elektrolyten einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle und Hochtemperatur-Brennstoffzelle
DE10138573A1 (de) * 2001-08-06 2003-03-06 Degussa Nanoskaliges pyrogen hergestelltes Yttrium-Zirkon-Mischoxid
US7465431B2 (en) 2001-08-06 2008-12-16 Degussa Ag Nanoscalar pyrogenically produced yttrium-zirconium mixed oxide
ITFI20020052A1 (it) * 2002-03-28 2003-09-29 Consorzio Interuniversitario P Processo per la preparazione di nano - e micro-particelle di ossidi eidrossidi di metalli del secondo gruppo e di transizione, nano-e micro
RU2236068C1 (ru) * 2003-06-10 2004-09-10 Мятиев Ата Атаевич Электрод-электролитная пара на основе двуокиси циркония (варианты), способ ее изготовления (варианты) и органогель
US7527761B2 (en) * 2004-12-15 2009-05-05 Coorstek, Inc. Preparation of yttria-stabilized zirconia reaction sintered products
US7833469B2 (en) * 2004-12-15 2010-11-16 Coorstek, Inc. Preparation of yttria-stabilized zirconia reaction sintered products
CN103949231A (zh) * 2014-04-17 2014-07-30 太原理工大学 一种高比表面超微孔氧化铝-氧化锆复合材料的制备方法
CN117727985B (zh) * 2024-02-07 2024-04-19 潮州三环（集团）股份有限公司 一种电解质粉体及其制备方法和应用

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5939366B2 (ja) * 1980-04-11 1984-09-22 工業技術院長 酸化ジルコニウム微粉体の製造法
US4501818A (en) * 1983-07-05 1985-02-26 Norton Company Process for the preparation of ceramic powders
US4627966A (en) * 1984-03-19 1986-12-09 General Motors Corporation Formation of fine particle sinterable ceramic powders
US4664894A (en) * 1984-08-07 1987-05-12 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. Micronized zirconia and method for production thereof
US4772511A (en) * 1985-11-22 1988-09-20 Minnesota Mining And Manufacturing Company Transparent non-vitreous zirconia microspheres
JPS62132708A (ja) * 1985-12-03 1987-06-16 Nok Corp セラミツクス超微粒子の製造法
US4719091A (en) * 1986-07-01 1988-01-12 Corning Glass Works Preparation of mono-sized zirconia powders by forced hydrolysis
CA1273647A (en) * 1987-08-19 1990-09-04 Jean V. Sang Production of ceramic powders by emulsion precipitation processes and the products thereof
FR2621033B1 (fr) * 1987-09-29 1990-12-28 Rhone Poulenc Chimie Procede de preparation de zircone stabilisee a l'yttrium et produit ainsi obtenu

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