一种三氧化二钇透明陶瓷及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种三氧化二钇透明陶瓷及其制备方法

【技术实现步骤摘要】
一种三氧化二钇透明陶瓷及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种三氧化二钇透明陶瓷及其制备方法，属于透明陶瓷制备

。

技术介绍

[0002]氧化钇作为重要的稀土化合物，具有较佳的光学以及物理化学性质，被广泛用于导弹整流罩
、
激光
、
荧光材料以及稀土离子掺杂上转换发光材料等领域
。
而对于高透过率的透明陶瓷必须要有性能良好的粉体作为陶瓷原料，例如必须保证陶瓷原料粉体具有较高的纯度，粉体中存在的杂质会使陶瓷内部发生散射进而损失其透过率；同时需要原料粉体具有较高的比表面积
、
表面能
、
更好的分散性和烧结活性等特性，单分散和单尺寸分布的粉体有利于陶瓷烧结后期的气孔排除
。
因此从原料粉体出发制备较好光学性能的氧化钇透明陶瓷是很有必要的
。
[0003]由于氧化钇熔点高
(2430℃)
，将其烧结成透明陶瓷相对困难
。
为了提高其光学质量，通常需要从原料粉体的制备出发，以提高原料粉体的烧结活性
。
专利
201610137851.x
以六水硝酸钇为原料，氟化铵为氟源，
180℃
水热反应
24h
制备获得纳米氟化钇，以此来制备氧化钇透明陶瓷
。
但是其前期粉体制备水热保温时间较长，且加入了氟化物具有毒性
。
专利
201610079474.9
采用反向共沉淀法制备高纯超细氧化钇纳米陶瓷粉末，在以此为原料结合两步加压的放电等离子烧结工艺制备氧化钇透明陶瓷，其烧结方法相对复杂且昂贵，光学质量还不是很高
。
因此有必要开发一种新颖简便的制备氧化钇透明陶瓷的方法
。

技术实现思路

[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种三氧化二钇透明陶瓷及其制备方法
。
[0005]一方面，本专利技术提供了一种三氧化二钇透明陶瓷的制备方法，包括：将单分散亚微米球形三氧化二钇粉体作为钇源，以
ZrO2粉体
、La2O3粉体
、Nb2O5粉体
、Ta2O5粉体中的至少一种作为烧结助剂，依次经过混合
、
热处理
、
烧结和退火，得到所述三氧化二钇透明陶瓷
。
[0006]本专利技术中，采用合成的单分散亚微米球形氧化钇粉体真空或热压烧结制备氧化钇透明陶瓷的方法
。
本专利技术的方法，具有制备时间短，成本低，易于操作等优点，所制的透明氧化钇陶瓷透光性能良好
。
[0007]较佳的，所述单分散亚微米球形三氧化二钇粉体的颗粒尺寸为
200
～
400nm
，优选为
250nm。
[0008]较佳的，含有钇离子的溶液中加入尿素并混合，经过均相沉淀反应和煅烧，制备得到所述单分散亚微米球形三氧化二钇粉体；所述含有钇离子的溶液中钇离子浓度为
0.005
～
0.03mol/L
；所述尿素和钇离子的摩尔比为
(25
～
40)
：
1。
[0009]较佳的，所述含有钇离子的溶液中钇离子源为硝酸钇
、
氯化钇
、
醋酸钇中的至少一种；所述混合的方式为搅拌；所述搅拌的温度为室温，搅拌时间为
0.5
～1小时
。
[0010]较佳的，所述均相沉淀反应包括：先在
80
～
100℃
水浴锅中加热搅拌3～8小时直至溶液
pH
＝6～8，优选
pH
＝7，再经过滤
、
洗涤和干燥
。
[0011]较佳的，所述煅烧的温度为
800
～
1000℃
，时间为1～4小时
。
[0012]较佳的，所述烧结助剂的加入量为钇源总质量的
0.2
～
5wt
％
。
[0013]较佳的，所述混合的方式为球磨混合；所述球磨混合的转速为
200
～
300
转
/
分钟，时间为
24
～
30
小时；优选地，在球磨混合之后，再经干燥和过筛；更优选地，所述干燥的温度为
50
～
80℃
，时间为
12
～
24
小时；所述过筛为过
200
目筛
。
[0014]较佳的，所述热处理的温度为
800
～
1200℃
，时间为2～5小时
。
[0015]较佳的，所述成型方式为干压成型，所述干压成型的压力为5～
10MPa。
[0016]较佳的，所述烧结的方式为真空烧结或热压烧结；优选地，所述真空烧结的温度为
1600
～
1800℃
，时间为5～
15
小时；优选地，所述热压烧结的温度为
1600
～
1800℃
，时间为5～
15
小时，压力为
10
～
40MPa。
[0017]较佳的，所述退火的温度为
1200
～
1400℃
，时间为2～6小时
。
[0018]再一方面，本专利技术提供了一种根据上述制备方法制备的三氧化二钇透明陶瓷，所述三氧化二钇透明陶瓷在
1100nm
波段的透过率＞
75
％
。
[0019]本专利技术的有益效果：本专利技术中，采用单分散亚微米球形三氧化二钇粉体为原料，添加少量烧结助剂，最后获得的三氧化二钇透明陶瓷透过率较佳
。
本专利技术的方法具有制备时间短，成本低，易于操作等优点
。
附图说明
[0020]图1为实施例
1、6
所得单分散亚微米球形三氧化二钇粉体的微观结构图
(SEM)
，从图中可知粉体为球形，且分散性良好尺寸均一；图2为实施例1所得三氧化二钇透明陶瓷的透过率曲线以及实物图
(
样品厚度为
1mm)
，从图中可知样品在
1100nm
处的透过率＞
75
％
。
具体实施方式
[0021]以下通过下述实施方式进一步说明本专利技术，应理解，下述实施方式仅用于说明本专利技术，而非限制本专利技术
。
[0022]本公开中，采用合成的单分散亚微米球形三氧化二钇粉体为原料，加入少量的烧结助剂，经混合
(
例如球磨或研磨
)、
成型
(
例如干压成型等
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种三氧化二钇透明陶瓷的制备方法，其特征在于，包括：将单分散亚微米球形三氧化二钇粉体作为钇源，以
ZrO2粉体
、La2O3粉体
、Nb2O5粉体
、Ta2O5粉体中的至少一种作为烧结助剂，依次经过混合
、
热处理
、
烧结和退火，得到所述三氧化二钇透明陶瓷
。2.
根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述单分散亚微米球形三氧化二钇粉体的颗粒尺寸为
200nm
～
400nm
，优选为
250nm。3.
根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，含有钇离子的溶液中加入尿素并混合，经过均相沉淀反应和煅烧，制备得到所述单分散亚微米球形三氧化二钇粉体；所述含有钇离子的溶液中钇离子浓度为
0.005
～
0.03mol/L
；所述尿素和钇离子的摩尔比为
(25
～
40)
：
1。4.
根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述含有钇离子的溶液中钇离子源为硝酸钇
、
氯化钇
、
醋酸钇中的至少一种；所述混合的方式为搅拌；所述搅拌的温度为室温，搅拌时间为
0.5
～1小时
。5.
根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述均相沉淀反应包括：先在
80
～
100℃
水浴锅中加热搅拌3～8小时直至溶液
pH
＝6～8，优选
pH
＝7，再经过滤
、
洗涤和干燥
。6.
根据权利要求3‑5中任一项所述的制备方法，其特征在于，所述煅烧的温度为
800
～
1000℃
，时间为1～4小时

【专利技术属性】
技术研发人员：刘焱，覃显鹏，甘霖，周国红，胡松，王士维，
申请(专利权)人：中国科学院上海硅酸盐研究所，
类型：发明
国别省市：