一种球形空心ZrTiO制造技术

本发明专利技术属于陶瓷技术领域，特别涉及一种球形空心ZrTiO

A spherical hollow zrtio

【技术实现步骤摘要】
一种球形空心ZrTiO4陶瓷粉及其制备方法和应用
本专利技术属于陶瓷
，特别涉及一种球形空心ZrTiO4陶瓷粉及其制备方法和应用。
技术介绍
ZrTiO4陶瓷具有高的介电常数，在电讯方面介电损耗较低，广泛用于微波通信介质谐振器；此外，由于其断裂韧性高、耐磨性好、导热系数低，该材料也被用作功能陶瓷(如作为湿度传感器中的陶瓷材料)，并广泛应用于高温颜料和功能催化剂领域。此外，催化剂、传感器和生物活性膜材料等领域还对ZrTiO4陶瓷提出了比表面积大、化学纯度高、成分均匀性好的需求。ZrTiO4陶瓷通常通过ZrTiO4陶瓷粉制备得到。目前，制备ZrTiO4陶瓷粉需要在1200～1600℃以上的温度条件下长时间加热ZrO2和TiO2粉体，通过ZrO2和TiO2反应而获得；为了获得细粒度的高质量ZrTiO4陶瓷粉，可在较低的加工温度下，采用溶胶-凝胶、共沉淀、水解等方法，但以上方法反应路线复杂，使用多种化学试剂，致使最终制备得到的ZrTiO4陶瓷粉化学纯度不高；此外，现有中空材料制备过程中一般需要使用模板，但后续煅烧过程中，易产生污染，降低产物的化学纯度，不利于保证并提高中空材料的化学纯度。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种球形空心ZrTiO4陶瓷粉及其制备方法，本专利技术提供的球形空心ZrTiO4陶瓷粉的制备方法工艺简单，无需使用模板，且制得的ZrTiO4陶瓷粉化学纯度高，具有良好的中空形貌；本专利技术还提供了球形空心ZrTiO4陶瓷粉的应用。为了实现上述专利技术的目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种球形空心ZrTiO4陶瓷粉的制备方法，包括以下步骤：将硼化锆、硼化钛、分散剂、粘结剂和水混合，进行球磨，得到浆料；将所述浆料进行离心雾化处理，得到团聚粉末；将所述团聚粉末依次进行排胶和烧结处理，得到烧结粉；将所述烧结粉进行等离子喷射处理，得到所述球形空心ZrTiO4陶瓷粉。优选的，所述硼化锆和硼化钛的摩尔比为1：1；所述分散剂的质量为硼化锆和硼化钛总质量的5～10％；所述粘结剂的质量为硼化锆和硼化钛总质量的5～10％；所述浆料的固含量为20～30％。优选的，所述硼化锆的粒径为1～5μm；所述硼化钛的粒径为3～5μm。优选的，所述离心雾化处理的进口温度为200～300℃，出口温度为100～150℃；所述团聚粉末的粒径为15～45μm。优选的，所述排胶和烧结处理的背底真空度为10-5～10-3Pa。优选的，所述烧结处理的温度为1400～1500℃，时间为2～4h。优选的，所述等离子喷射处理中等离子枪电流为600～700A，氩气流量为20～40L/min，氢气流量为10～12L/min。本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的球形空心ZrTiO4陶瓷粉。优选的，所述球形空心ZrTiO4陶瓷粉的粒径为15～45μm。本专利技术还提供了上述技术方案所述球形空心ZrTiO4陶瓷粉在陶瓷领域中的应用。本专利技术提供了一种球形空心ZrTiO4陶瓷粉的制备方法，包括以下步骤：将硼化锆、硼化钛、分散剂、粘结剂和水混合，进行球磨，得到浆料；将所述浆料进行离心雾化处理，得到团聚粉末；将所述团聚粉末依次进行排胶和烧结处理，得到烧结粉；将所述烧结粉进行等离子喷射处理，得到所述球形空心ZrTiO4陶瓷粉。本专利技术通过球磨将物料混合均匀，通过离心雾化处理获得快速干燥且粒径合适的团聚粉末，通过排胶和烧结处理使团聚粉末具有一定结构强度，不至于在送粉过程中破碎，降低粉末成分的均匀性，且提高了粉末流动性，便于送入等离子射流中间，最后利用等离子喷射产生的高温高速射流特性，实现制备原料快速反应、球化并形成中空结构，制备过程快，得到球形空心ZrTiO4陶瓷粉。本专利技术无需使用多种化学试剂，无需使用模板，直接获得球形且具有中空结构的ZrTiO4陶瓷粉，保证了产品的高纯度。实施例测试结果表明，本专利技术提供的球形空心ZrTiO4陶瓷粉具有球形且中空的结构，Dv(5)为15.5μm，Dv(95)为43.7μm，粒径为15～45μm。附图说明图1为本专利技术实施例1所得球形空心ZrTiO4陶瓷粉的SEM图；图2为本专利技术实施例1所得球形空心ZrTiO4陶瓷粉截面形貌SEM图；图3为本专利技术实施例1所得球形空心ZrTiO4陶瓷粉粒径分布图。具体实施方式本专利技术提供了一种球形空心ZrTiO4陶瓷粉的制备方法，包括以下步骤：将硼化锆、硼化钛、分散剂、粘结剂和水混合，进行球磨，得到浆料；将所述浆料进行离心雾化处理，得到团聚粉末；将所述团聚粉末依次进行排胶和烧结处理，得到烧结粉；将所述烧结粉进行等离子喷射处理，得到所述球形空心ZrTiO4陶瓷粉。在本专利技术中，若无特殊说明，所有原料组分均为本领域技术人员熟知的市售产品。本专利技术将硼化锆、硼化钛、分散剂、粘结剂和水混合，进行球磨，得到浆料。在本专利技术中，所述硼化锆和硼化钛的摩尔比优选为1：1。在本专利技术中，所述硼化锆的粒径优选为1～5μm，更优选为2～4μm；所述硼化钛的粒径优选为3～5μm，更优选为3.5～4.5μm。在本专利技术中，所述分散剂的质量优选为硼化锆和硼化钛总质量的5～10％，更优选为6～9％，再优选为7～8％。在本专利技术中，所述分散剂优选为阿拉伯树胶和/或柠檬酸。在本专利技术中，所述粘结剂的质量优选为硼化锆和硼化钛总质量的5～10％，更优选为6～9％，再优选为7～8％。在本专利技术中，所述粘结剂优选为聚乙二醇(PEG)和/或基乙烯吡咯烷酮(PVG)。在本专利技术中，所述浆料的固含量优选为20～30％，更优选为22～28％，再优选为24～26％。在本专利技术中，所述球磨的时间优选为2～4h，更优选为2.5～3.5h；本专利技术对所述球磨的转速没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的球磨转速即可。本专利技术通过球磨，使各物料混合均匀，同时有利于粘结剂作用，使细小颗粒团聚。得到浆料后，本专利技术将所述浆料进行离心雾化处理，得到团聚粉末。在本专利技术中，所述离心雾化处理的进口温度优选为200～300℃，更优选为220～280℃，再优选为240～260℃；出口温度优选为100～150℃，更优选为110～140℃，再优选为120～130℃。在本专利技术中，所述团聚粉末的粒径优选为15～45μm，更优选为20～40μm。在本专利技术中，所述离心雾化的设备优选为喷雾干燥设备。本专利技术通过离心雾化处理，使浆料快速干燥，同时在分散剂作用下获得粒径范围为15～45μm的团聚粉末。得到团聚粉末后，本专利技术将所述团聚粉末依次进行排胶和烧结处理，得到烧结粉。在本专利技术中，所述排胶和烧结处理的背底真空度优选为10-5～10-3Pa。本专利技术对所述排胶的工艺没有特殊限定，采用本领域技术人员熟知的排胶工艺即可，具体的，如在300℃温度下处理2h进行排胶。在本专利技术中，所述烧结处理的温度优选为1400～1500℃，更优选为1420～148本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种球形空心ZrTiO

【技术特征摘要】
1.一种球形空心ZrTiO4陶瓷粉的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将硼化锆、硼化钛、分散剂、粘结剂和水混合，进行球磨，得到浆料；
将所述浆料进行离心雾化处理，得到团聚粉末；
将所述团聚粉末依次进行排胶和烧结处理，得到烧结粉；
将所述烧结粉进行等离子喷射处理，得到所述球形空心ZrTiO4陶瓷粉。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硼化锆和硼化钛的摩尔比为1：1；所述分散剂的质量为硼化锆和硼化钛总质量的5～10％；所述粘结剂的质量为硼化锆和硼化钛总质量的5～10％；所述浆料的固含量为20～30％。


3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述硼化锆的粒径为1～5μm；所述硼化钛的粒径为3～5μm。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述离心雾化处理的进口温度为200～300℃，出口温度为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学璋，段晓华，安江山，
申请(专利权)人：江西科技师范大学，
类型：发明
国别省市：江西;36