一种高熵萤石氧化物靶材及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高熵萤石氧化物靶材及其制备方法，S1、称取ZrO2、HfO2、CeO2、Y2O3、La2O3、Pr6O

【技术实现步骤摘要】
一种高熵萤石氧化物靶材及其制备方法


[0001]本专利技术涉及高熵萤石氧化物靶材
，特别是涉及一种高熵萤石氧化物靶材及其制备方法。

技术介绍

[0002]近年来，高熵材料，特别是高熵合金和高熵陶瓷，引起了人们的极大兴趣。在高度无序、多组分的系统中，高熵材料拥有优异的性质。高熵氧化物陶瓷是具有一个或多个Wyckoff位的无机化合物的固溶体，多主元素的原子比相等或接近相等。相比于其它陶瓷材料，高熵氧化物陶瓷具有更好的稳定性、机械性能、非晶态热导率以及超大介电常数、超离子电导率。高熵氧化物陶瓷在超音速飞行器的超高温热防护和隔热、锂离子电池的高速干切削、热电材料、催化剂、电磁波吸收和电磁干扰屏蔽等结构和功能领域具有广阔的应用前景。萤石型结构是一种具有面心立方晶格的单相结构，2017年，Djenadic等人首次制备了单相萤石结构高熵氧化物。
[0003]镀膜靶材是通过磁控溅射、多弧离子镀或其他类型的镀膜系统在适当工艺条件下溅射在基板上形成各种功能薄膜的溅射源。其中，陶瓷靶材的纯度、强度以及致密度是溅射薄膜的性能的主要影响指标。通过高熵材料的性能可裁剪性，改变特定元素的组成以及比例，可以制备出不同结构和性质的高熵氧化物靶材。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种高熵萤石氧化物靶材及其制备方法，使用等摩尔比的氧化物粉末，制备出纯度以及致密度较高的六组分高熵氧化物靶材。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了一种高熵萤石氧化物靶材及其制备方法，高熵萤石氧化物靶材的制备方法如下：
[0006]S1、称取ZrO2、HfO2、CeO2、Y2O3、La2O3、Pr6O
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粉末分别置于坩埚中，在马弗炉中煅烧以去除水分和杂质；
[0007]S2、将煅烧后的ZrO2、HfO2、CeO2、Y2O3、La2O3、Pr6O
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粉末混合置于行星式球磨机中，球磨结束后，将浆料置于干燥箱中烘干得到成分均匀的高熵陶瓷粉体；
[0008]S3、将高熵陶瓷粉体造粒后依次放入液压机和冷等静压机机中压制得到陶瓷生胚；
[0009]S4、将陶瓷生坯置于气氛烧结炉中，获得(ZrHfCeYLaPr)O2‑
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高熵陶瓷块体，随后对(ZrHfCeYLaPr)O2‑
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高熵陶瓷块体进行机械加工后清洗烘干，得到具有萤石结构的高熵氧化物靶材。
[0010]优选的，S2中的所述高熵陶瓷粉体，ZrO2、HfO2、CeO2、Y2O3、La2O3、Pr6O
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的摩尔比为1∶1∶1∶1∶1∶1。
[0011]优选的，S2中的所述高熵陶瓷粉体中，ZrO2、HfO2、CeO2、Y2O3、La2O3、Pr6O
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的纯度为99.99％。
[0012]优选的，S1中马弗炉中煅烧温度为850℃，煅烧时间为2h。
[0013]优选的，S2中所述行星式球磨机以玛瑙球为研磨介质，乙醇为分散剂进行球磨，所述行星式球磨机中球料比为6：1，转速为250～300r/min，有效球磨的时间为6～8h，所述行星式球磨机在研磨时每研磨30min休息10min。
[0014]优选的，S2中浆料的烘干温度为60℃，烘干时间为12h。
[0015]优选的，S3中造粒使用的粘接剂为5wt％的PVA水溶液，粘接剂的用量为高熵陶瓷粉体体积的8％。
[0016]优选的，S3中所述液压机的压力为200～250Mpa，压力保持时间为3～5min，所述冷等静压机的压力为250～300Mpa，压力保持时间为15～20min。
[0017]优选的，S4中热处理温度为1200～1600℃，热处理时间大于等于2h。
[0018]因此，本专利技术采用上述结构的一种高熵萤石氧化物靶材及其制备方法，使用等摩尔比的氧化物粉末，制备出纯度以及致密度较高的高熵氧化物靶材。
[0019]下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
[0020]图1是本专利技术一种高熵萤石氧化物靶材及其制备方法实施例1的X射线衍射图；
[0021]图2是本专利技术一种高熵萤石氧化物靶材及其制备方法对比例1的X射线衍射图。
具体实施方式
[0022]以下通过附图和实施例对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0023]除非另外定义，本专利技术使用的技术术语或者科学术语应当为本专利技术所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利技术中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也可能相应地改变。
[0024]图1是本专利技术一种高熵萤石氧化物靶材及其制备方法实施例1的X射线衍射图，图2是本专利技术一种高熵萤石氧化物靶材及其制备方法对比例1的X射线衍射图，如图所示，一种高熵萤石氧化物靶材及其制备方法，S1、称取ZrO2、HfO2、CeO2、Y2O3、La2O3、Pr6O
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粉末分别置于坩埚中，在马弗炉中煅烧温度为850℃，煅烧时间为2h。煅烧以去除水分和杂质，降低水分和杂质对高熵萤石氧化物产生的不利影响。
[0025]S2、将煅烧后的ZrO2、HfO2、CeO2、Y2O3、La2O3、Pr6O
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粉末混合置于行星式球磨机中，以玛瑙球为研磨介质，乙醇为分散剂进行球磨，球料比为6：1。行星式球磨机的转速为250～300r/min，正反向交替间隔运行，有效球磨的时间为6～8h，行星式球磨机在研磨时每研磨30min休息10min。
[0026]球磨结束后，将浆料置于60℃干燥箱中烘干12h得到成分均匀的高熵陶瓷粉体。高熵陶瓷粉体中，ZrO2、HfO2、CeO2、Y2O3、La2O3、Pr6O
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的摩尔比为1∶1∶1∶1∶1∶1，ZrO2、HfO2、
CeO2、Y2O3、La2O3、Pr6O
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的纯度为99.99％。
[0027]S3、将高熵陶瓷粉体造粒后依次放入液压机和冷等静压机机中压制得到陶瓷生胚，造粒使用的粘接剂为5wt％的PVA水溶液，粘接剂的用量为高熵陶瓷粉体体积的8％。液压机的压力为200～250Mpa，压力保持时间为3～5min，冷等静压机的压力为250～300Mpa，压力保持时间为15～20min。
[0028]S4、将陶瓷生坯置于气氛烧结炉中，热处理温度为1200～1600℃，热处理时间大于等于2h，获得(ZrHfCeYLaPr)O2‑
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高熵陶瓷块体。随本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高熵萤石氧化物靶材及其制备方法，其特征在于：高熵萤石氧化物靶材的制备方法如下：S1、称取ZrO2、HfO2、CeO2、Y2O3、La2O3、Pr6O
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粉末分别置于坩埚中，在马弗炉中煅烧以去除水分和杂质；S2、将煅烧后的ZrO2、HfO2、CeO2、Y2O3、La2O3、Pr6O
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粉末混合置于行星式球磨机中，球磨结束后，将浆料置于干燥箱中烘干得到成分均匀的高熵陶瓷粉体；S3、将高熵陶瓷粉体造粒后依次放入液压机和冷等静压机机中压制得到陶瓷生胚；S4、将陶瓷生坯置于气氛烧结炉中，获得(ZrHfCeYLaPr)O2‑
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高熵陶瓷块体，随后对(ZrHfCeYLaPr)O2‑
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高熵陶瓷块体进行机械加工后清洗烘干，得到具有萤石结构的高熵氧化物靶材。2.根据权利要求1所述的一种高熵萤石氧化物靶材及其制备方法，其特征在于：S2中的所述高熵陶瓷粉体，ZrO2、HfO2、CeO2、Y2O3、La2O3、Pr6O
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的摩尔比为1∶1∶1∶1∶1∶1。3.根据权利要求1所述的一种高熵萤石氧化物靶材及其制备方法，其特征在于：S2中的所述高熵陶瓷粉体中，ZrO2、HfO2、CeO2、Y2O3、...

【专利技术属性】
技术研发人员：苗洋，成楚飞，侯佳栋，程富豪，王晓敏，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：