一种铈酸锶半透明陶瓷及其制备方法技术

一种铈酸锶半透明陶瓷及其制备方法，先将硝酸锶和六水硝酸铈溶于去离子水中，进行磁力搅拌后，加入硝酸锂和一水柠檬酸，再进行磁力搅拌，最后加入碱调节pH值至6~7；再对上述混合溶液进行蒸发结晶，形成凝胶，将凝胶置于干燥箱中进行干燥、研磨、最后进行退火，制备得到Sr

【技术实现步骤摘要】
一种铈酸锶半透明陶瓷及其制备方法
本专利技术涉及陶瓷材料制备领域，尤其涉及一种铈酸锶半透明陶瓷及其制备方法。
技术介绍
透明陶瓷是20世纪50年代末、60年代初发展起来的一类新型无机材料，不仅具有陶瓷固有的耐高温、耐腐蚀、高强度、高硬度等特点，还具有玻璃的光学性质。很多国家对透明陶瓷进行了深入研究，并开发出一系列不同用途的透明陶瓷，部分透明陶瓷的性能已经能与相应的单晶媲美。这些性能各异的透明陶瓷正逐步应用于激光、照明、医疗器械、军事以及国防等重要科技领域。铈酸锶（Sr2CeO4）是一种具有一维链状结构的新型蓝色发光材料，属于正交晶系，晶胞参数a=6.11897Å,b=10.3495Å,c=3.5970Å，色坐标x=0.198,y=0.292,发射峰位于460-490nm，室温下经紫外、X射线或阴极射线激发能够产生较高的发光效率。自1998年Danielson等人首次报道该材料以来，迅速成为新的研究热点。近年来，人们对Sr2CeO4微纳米材料的合成、发光性能、掺杂发光等进行了深入研究，并取得了较大的进展。但是迄今为止还未见Sr2CeO4透明陶瓷的相关报道，主要是因为Sr2CeO4为一维结构材料，对光的透射存在各向异性，陶瓷中的晶界对光有强散射；另外提高烧结温度会出现SrCeO3等杂相，难以获得Sr2CeO4透明陶瓷。因此如何减少气孔和散射、提高致密度是Sr2CeO4多晶陶瓷透明的关键，这也是制约Sr2CeO4透明陶瓷研究发展的瓶颈。因此，亟需研究开发一种低成本、易操作的Sr2CeO4透明陶瓷的制备方法，将对Sr2CeO4基透明陶瓷在闪烁探测器、照明等领域具有很好的应用前景。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术第一方面提供了一种铈酸锶半透明陶瓷的制备方法，包括以下步骤：（1）将硝酸锶和六水硝酸铈溶于去离子水中，进行磁力搅拌；（2）在步骤（1）得到的混合溶液中加入硝酸锂和一水柠檬酸，进行磁力搅拌；（3）在步骤（2）得到的混合溶液中加入碱调节pH值至6~7；（4）将步骤（3）得到的混合溶液进行蒸发结晶，形成凝胶；（5）将步骤（4）得到的凝胶置于干燥箱中进行干燥、研磨、最后进行退火，制备得到Sr2CeO4:Li+微纳米粉末；（6）在步骤（5）得到的Sr2CeO4:Li+微纳米粉末中加入无水乙醇，进行研磨，干燥，制备得到Sr2CeO4:Li+陶瓷粉体；（7）将步骤（6）得到的Sr2CeO4:Li+陶瓷粉体先进行真空热压烧结，再在空气气氛下无压烧结，制备得到Sr2CeO4半透明陶瓷。其中，所述硝酸锶、硝酸铈和硝酸锂的摩尔比为100:40~60:1~25。其中，所述的碱可以是氨水、三乙胺、三乙烯二胺、四甲基乙二胺中的任意一种或是几种的混合。其中，所述步骤（1）中，磁力搅拌的时间为10~30min。其中，所述步骤（2）中，磁力搅拌的时间为30~60min。其中，所述步骤（4）中，蒸发结晶的温度为80~100℃，时间为1~4h。其中，所述步骤（5）中，干燥的温度为110~150℃，时间为10~15h；研磨的时间为30~60min；退火的温度为800~1000℃，时间为1.5~4h。其中，所述步骤（6）中，研磨的时间为30~60min；干燥的温度为120~200℃，时间为12~36h。其中，所述步骤（7）中，真空热压烧结的温度为800~1200℃，压力为80~120MPa，时间为2~4h；空气气氛下无压烧结的温度为1000~1200℃，时间为10~15h。本专利技术第二方面提供了一种铈酸锶半透明陶瓷，所述铈酸锶半透明陶瓷按照上述任意一项制备方法制备得到。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的制备Sr2CeO4半透明陶瓷的方法，通过采用硝酸锶、硝酸铈和硝酸锂作为原料反应制备得到Sr2CeO4:Li+陶瓷粉体，再以Sr2CeO4:Li+陶瓷粉体作为陶瓷原料，先后使用了真空热压烧结和空气气氛无压烧结的工艺，真空热压烧结有利于陶瓷快速致密化，空气气氛下无压烧结时Li+离子作为烧结助剂，有利于致密度和透光率的进一步提高，获得的Sr2CeO4半透明陶瓷致密度高、透光率好、发光效率高。另外现有技术中制备陶瓷的烧结温度通常都高于1200℃，而本专利技术提供的真空热压烧结和空气气氛下的无压烧结温度都低于1200℃。因此本专利技术提供的制备方法成本低，易于操作，适于工业化生产。附图说明为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对实施方式中需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施方式，对应本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例1所得铈酸锶半透明陶瓷实物照片。图2为本专利技术实施例2所得铈酸锶半透明陶瓷实物照片。图3为本专利技术实施例1和2所得铈酸锶半透明陶瓷的发射光谱。具体实施方式以下是本专利技术的优选实施方式，应当指出，对于本
的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本专利技术的保护范围。本专利技术提供了一种铈酸锶半透明陶瓷的制备方法，包括以下步骤：（1）将硝酸锶和六水硝酸铈溶于去离子水中，进行磁力搅拌；（2）在步骤（1）得到的混合溶液中加入硝酸锂和一水柠檬酸，进行磁力搅拌；（3）在步骤（2）得到的混合溶液中加入碱调节pH值至6~7；（4）将步骤（3）得到的混合溶液进行蒸发结晶，形成凝胶；（5）将步骤（4）得到的凝胶置于干燥箱中进行干燥、研磨、最后进行退火，制备得到Sr2CeO4:Li+微纳米粉末；（6）在步骤（5）得到的Sr2CeO4:Li+微纳米粉末中加入无水乙醇，进行研磨，干燥，制备得到Sr2CeO4:Li+陶瓷粉体；（7）将步骤（6）得到的Sr2CeO4:Li+陶瓷粉体先进行真空热压烧结，再在空气气氛下无压烧结，制备得到Sr2CeO4半透明陶瓷。在本专利技术实施方式中，所述硝酸锶、硝酸铈和硝酸锂的摩尔比为100:40~60:1~25。优选地，所述硝酸锶、硝酸铈和硝酸锂的摩尔比为100:50:5~15。进一步优选地，所述硝酸锶、硝酸铈和硝酸锂的摩尔比为100:50:6，100:50:8，100:50:10，100:50:12，100:50:14。在本专利技术实施方式中，所述的碱可以是氨水、三乙胺、三乙烯二胺、四甲基乙二胺中的任意一种或是几种的混合。在本专利技术实施方式中，所述步骤（1）中，磁力搅拌的时间为10~30min。所述步骤（2）中，磁力搅拌的时间为30~60min。所述步骤（4）中，蒸发结晶的温度为80~100℃，时间为1~4h。所述步骤（5）中，干燥的温度为110~150℃，时间为10~15h；研磨的时间为30~60min；退火的温度为800~1000℃，时间为1.5~4h。所述步骤（6）中，研磨的时间为30~60min；干燥的温度为120~200℃，时间为12~36h。所述步骤（7）中，真空热压烧结的温度为800~1200℃，压力为80~120MPa，时间为2~4h；空气气氛下无压烧结的温度为1000~1200℃，时间为10~15h。实施例1本专利技术提供的一种铈酸锶半透明陶瓷材料的制备方法，包括如下步骤：（1）将2.11g硝酸锶和2.17g六水硝酸铈溶于200mL去离子水中，进行磁力搅拌15min；（2）本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铈酸锶半透明陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将硝酸锶和六水硝酸铈溶于去离子水中，进行磁力搅拌；（2）在步骤（1）得到的混合溶液中加入硝酸锂和一水柠檬酸，进行磁力搅拌；（3）在步骤（2）得到的混合溶液中加入碱调节pH值至6~7；（4）将步骤（3）得到的混合溶液进行蒸发结晶，形成凝胶；（5）将步骤（4）得到的凝胶置于干燥箱中进行干燥、研磨、最后进行退火，制备得到Sr

【技术特征摘要】
1.一种铈酸锶半透明陶瓷的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将硝酸锶和六水硝酸铈溶于去离子水中，进行磁力搅拌；（2）在步骤（1）得到的混合溶液中加入硝酸锂和一水柠檬酸，进行磁力搅拌；（3）在步骤（2）得到的混合溶液中加入碱调节pH值至6~7；（4）将步骤（3）得到的混合溶液进行蒸发结晶，形成凝胶；（5）将步骤（4）得到的凝胶置于干燥箱中进行干燥、研磨、最后进行退火，制备得到Sr2CeO4:Li+微纳米粉末；（6）在步骤（5）得到的Sr2CeO4:Li+微纳米粉末中加入无水乙醇，进行研磨，干燥，制备得到Sr2CeO4:Li+陶瓷粉体；（7）将步骤（6）得到的Sr2CeO4:Li+陶瓷粉体先进行真空热压烧结，再在空气气氛下无压烧结，制备得到Sr2CeO4半透明陶瓷。2.根据权利要求1所述的铈酸锶半透明陶瓷的制备方法，其特征在于：所述硝酸锶、硝酸铈和硝酸锂的摩尔比为100:40~60:1~25。3.根据权利要求1所述的铈酸锶半透明陶瓷的制备方法，其特征在于：所述的碱可以是氨水、三乙胺、三乙烯二胺、四甲基乙二胺中的任意一种或是几种的混合。4.根据权利要求1~3中任意一项权利要求所述的铈酸锶半透明陶瓷的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，磁力搅拌的时间为10~30m...

【专利技术属性】
技术研发人员：王殿元，郭艳艳，段兴凯，王侃民，王芳，白小波，
申请(专利权)人：九江学院，
类型：发明
国别省市：江西,36