一种稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体及其制备方法技术

本发明专利技术揭示一种稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体制备方法，包括：向混料桶中依次加入氧化稀土、氧化锌、分散剂以及纯水进行预分散后得到第一混合液，将第一混合液进行研磨后得到第一混合浆料；向第一混合浆料依次加入氧化镓、分散剂以及纯水进行预分散后得到第二混合液，将第二混合液进行研磨后得到第二混合浆料；向第二混合浆料依次加入氧化铝和分散剂进行预分散后得到第三混合液，将第三混合液进行研磨后得到第三混合浆料；向第三混合浆料加入粘结剂后得到第四混合液，将第四混合液进行研磨后得到第四混合浆料；将第四混合浆料进行造粒、混料和筛分得到稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体。本申请可解决将大粒径稀土元素掺入锌镓铝粉体引起成分不均一的问题。起成分不均一的问题。起成分不均一的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种锌镓铝氧化物粉体制备领域，尤其涉及一种稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体及其制备方法。

技术介绍

[0002]稀土离子掺杂材料是将稀土离子掺杂到无机固体材料基体中，这样将增强原有的发光性能，这是因为稀土元素独特的物理化学性质，决定了它们具有极为广泛的用途。稀土元素具有独特的4f电子结构、大的原子磁距及很强的自旋轨道耦合等特性，与其它元素形成稀土配合物时，配位数可在3～12之间变化，并且稀土化合物的晶体结构也是多样化的。在新材料领域，稀土元素丰富的光学、电学及磁学特性得到了广泛应用。目前稀土掺杂荧光材料已经广泛应用在彩电显像管、节能灯、农用转光膜、军用显示器等，具有很好的经济和社会价值。稀土纳米材料及应用已成为当前的一个热点，其原因在于该材科集稀土特性和纳米特性于一体，必然会开创出非稀土材料和非纳米材料所不具有的综合优良特性，其应用前景巨大。
[0003]然而，稀土离子的半径（多在80～100pm）和价态（3价或者4价居多）与被掺杂离子相差较大，而且熔点高，因此在成分复杂的稀土离子掺杂材料中，如何进行有效掺杂，是本领域亟待解决的问题。
[0004]针对现有技术的不足之处，本专利技术提出一种稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体及其制备方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是为克服现有技术的不足，而提供一种稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体及其制备方法。
[0006]为实现前述目的，本专利技术采用如下技术方案。
[0007]S1：向混料桶中依次加入氧化稀土、氧化锌、第一分散剂以及纯水，进行预分散第一预设时间段后得到第一混合液，将所述第一混合液进行研磨第二预设时间段后得到第一混合浆料。
[0008]S2：向混料桶中的第一混合浆料依次加入氧化镓、第二分散剂以及纯水，进行预分散第三预设时间段后得到第二混合液，将所述第二混合液进行研磨第四预设时间段后得到第二混合浆料。
[0009]S3：向混料桶中的第二混合浆料依次加入氧化铝和第三分散剂，进行预分散第五预设时间段后得到第三混合液，将所述第三混合液进行研磨第六预设时间段后得到第三混合浆料。
[0010]S4：向混料桶中的第三混合浆料加入粘结剂后得到第四混合液，将所述第四混合液进行研磨第七预设时间段后得到第四混合浆料。
[0011]S5：将所述第四混合浆料进行造粒、混料和筛分，最终得到稀土掺杂锌镓铝氧化物
粉体。
[0012]作为本专利技术的进一步改进，所述氧化稀土、氧化锌、氧化镓和氧化铝的质量比为1：(1.5～2):(2.5～3):(4.5～5)。
[0013]作为本专利技术的进一步改进，所述第一预设时间段介于30～60min之间，第二预设时间段介于50～200min之间，第三预设时间段介于15～40min之间，第四预设时间段介于150～250min之间，第五预设时间段介于45～90min之间，第六预设时间段介于200～400min之间，第七预设时间段介于400～800min之间。
[0014]作为本专利技术的进一步改进，所述第一分散剂占氧化稀土、氧化锌和第一分散剂固体质量总和的3～15%，所述第二分散剂占氧化镓和第二分散剂固体质量总和的3～15%，所述第三分散剂占氧化铝和第三分散剂固体质量总和的3～15%。
[0015]作为本专利技术的进一步改进，所述第一分散剂、第二分散剂以及第三分散剂均为阴离子型润湿分散剂。
[0016]作为本专利技术的进一步改进，所述粘结剂占氧化稀土、氧化锌、氧化镓、氧化铝和粘结剂固体质量总和的3～5%。
[0017]作为本专利技术的进一步改进，所述粘结剂为聚甲基丙烯酸和聚乙烯醇中的至少一种。
[0018]本专利技术还提供一种稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体，所述稀土掺杂锌镓铝氧化物的化学式为：Al
1.5
(Ga
x
Re
1-x
)Zn
0.67
7O4，其中，Re代表稀土元素，X介于0.8～0.9之间。
[0019]作为本专利技术的进一步改进，所述Re代表La、Ce、Pr、Nd、Y中的一种。
[0020]本专利技术提供的一种稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体及其制备方法，在混合浆料添加助剂，在助剂的作用下，通过分步研磨的方式，解决将大粒径稀土元素掺入锌镓铝氧化物粉体引起成分不均一的问题，可以制备出成分均一的稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体，应用该锌镓铝氧化物粉体可以制备高密度、组织均匀及具备优异光电特性的稀土掺杂锌镓铝氧化物靶材。附图说明：图1为本专利技术的实施例1制备的稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体的扫描电镜图像。图2为本专利技术的实施例1制备的稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体的粒度分布及BET数据图像。
具体实施方式
[0021]下面将结合本专利技术实施例对技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0022]本专利技术供了一种稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体及其制备方法，该制备方法包括以下步骤：S1：向混料桶中依次加入氧化稀土、氧化锌、第一分散剂以及纯水，进行预分散第一预设时间段后得到第一混合液，将第一混合液进行研磨第二预设时间段后得到第一混合浆料。
[0023]本专利技术的某些实施例中，由于氧化稀土和氧化锌（ZnO）这两种氧化物颗粒相对较大，研磨要求相对高，所以需要在最先研磨。
[0024]第一分散剂为为阴离子型润湿分散剂，第一分散剂优选为油酸钠，预分散持续的时间介于30～60min之间，分散的方式为超声波分散，第一分散剂占氧化稀土、氧化锌和第一分散剂固体质量总和的3～15%，把预分散后的第一混合液进行研磨采用的设备为砂磨机，预分散预定时间后，采用气动隔膜泵把预分散后的溶液打入砂磨机中循环，砂磨机中使用锆球的直径介于0.2～2mm之间，研磨的转速介于400～1500r/min之间，研磨的时间介于50～200min之间。
[0025]S2：向混料桶中的第一混合浆料依次加入氧化镓、第二分散剂以及纯水，进行预分散第三预设时间段后得到第二混合液，将第二混合液进行研磨第四预设时间段后得到第二混合浆料。
[0026]本实施例中，由于氧化稀土和氧化锌（ZnO）需要一起掺杂进入氧化镓（Ga2O3）晶胞中，所以氧化镓（Ga2O3）需要在中间研磨。
[0027]第一分散剂为为阴离子型润湿分散剂，第一分散剂优选为油酸钠，预分散持续的时间介于15～40min之间，分散的方式为超声波分散，第一分散剂占氧化稀土、氧化锌和第一分散剂固体质量总和的3～15%，把预分散后的第一混合液进行研磨采用的设备为砂磨机，预分散预定时间后，采用气动隔膜泵把预分散后的溶液打入砂磨机中循环，砂磨机中使用锆球的直径介于0.2～2mm之间，研磨的转速介于400～1500r/min之间，研磨的时间介于150～250min之间。
[0028]S本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：S1：向混料桶中依次加入氧化稀土、氧化锌、第一分散剂以及纯水，进行预分散第一预设时间段后得到第一混合液，将所述第一混合液进行研磨第二预设时间段后得到第一混合浆料；S2：向混料桶中的第一混合浆料依次加入氧化镓、第二分散剂以及纯水，进行预分散第三预设时间段后得到第二混合液，将所述第二混合液进行研磨第四预设时间段后得到第二混合浆料；S3：向混料桶中的第二混合浆料依次加入氧化铝和第三分散剂，进行预分散第五预设时间段后得到第三混合液，将所述第三混合液进行研磨第六预设时间段后得到第三混合浆料；S4：向混料桶中的第三混合浆料加入粘结剂后得到第四混合液，将所述第四混合液进行研磨第七预设时间段后得到第四混合浆料；S5：将所述第四混合浆料进行造粒、混料和筛分，最终得到稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体。2.根据权利要求1所述的一种稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体制备方法，其特征在于，所述氧化稀土、氧化锌、氧化镓和氧化铝的质量比为1：(1.5～2):(2.5～3):(4.5～5)。3.根据权利要求1所述的一种稀土掺杂锌镓铝氧化物粉体制备方法，其特征在于，所述第一预设时间段介于30～60min之间，第二预设时间段介于50～200min之间，第三预设时间段介于15～40min之间，第四预设时间段介于150～250min之间，第五预设时间段介于45～90min之间，第六预设时间段介于200～400min之间，第七预设时间段介于400～800min之间。4.根据权利要求1所述的一种稀土掺杂锌镓铝氧化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：张莉兰，罗洋，钟小华，邵学亮，童培云，
申请(专利权)人：先导薄膜材料广东有限公司，
类型：发明
国别省市：