一种萤石衍生结构氧化物气凝胶及其制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种萤石衍生结构氧化物气凝胶及其制备方法与应用，属于功能材料技术领域。为解决传统氧化物气凝胶无法长时间在高温、高辐射环境中稳定服役的问题，本发明专利技术提供了一种萤石衍生结构氧化物气凝胶，气凝胶的晶体结构为A<subgt;2</subgt;B<subgt;7</subgt;O<subgt;17</subgt;，其中A为稀土元素，B为过渡族金属元素。本发明专利技术气凝胶经过高温热处理，反应活性降低，能够减少高温环境下使用时发生孔结构坍塌与体积收缩；气凝胶中萤石衍生晶体结构能够在核辐射环境下吸收中子保持完整的宏/微观形貌，使其能够作为一种高效隔热材料在核反应堆高温、强辐射环境下高稳定性与长时间服役，拓宽了氧化物气凝胶的应用，在核反应堆隔热材料领域具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于功能材料，尤其涉及一种萤石衍生结构氧化物气凝胶及其制备方法与应用。

技术介绍

1、隔热材料在核反应堆中发挥着至关重要的安全作用，能够有效降低热量向周围环境的传递速度，减少热损失，提高能源利用效率，并保护反应堆内的设备免受高温损害。

2、核反应堆内部环境极端，高温、高压与强辐射并存，这对隔热材料的性能提出了极高的要求。核辐射主要通过破坏材料的分子结构、导致化学键断裂、分子变形以及原子结构改变等方式来影响隔热材料的性能，包括材料脆化、热导率变化、耐火性能降低和化学稳定性受损等。

3、萤石衍生结构氧化物是具有类似萤石(氟化钙，caf2)结构特征的氧化物，具有稳定的立方结构。在辐射过程中可以保持无序相结构，能够抗辐射诱导的非晶化，增强辐射耐受性，避免材料的开裂失效。β相的萤石衍生结构氧化物陶瓷被认为是一种极具潜力的材料，在高放射核废料固化领域具有较为广阔的应用前景。

4、虽然萤石衍生结构氧化物陶瓷在高温下能保持结构稳定，但其热导率相对较高。这意味着在核反应堆这样的高温环境中，热量可能通过陶瓷材料较快地传递，从而限制本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种萤石衍生结构氧化物气凝胶，其特征在于，所述气凝胶的晶体结构为A2B7O17，其中A为稀土元素，B为过渡族金属元素。

2.根据权利要求1所述一种萤石衍生结构氧化物气凝胶，其特征在于，所述稀土元素为Y、Sc、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu中的一种，所述过渡族金属元素为Ti、Zr或Hf中的一种。

3.一种如权利要求1或2所述的萤石衍生结构氧化物气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤如下：

4.根据权利要求3所述的萤石衍生结构氧化物气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤一所述稀土元素前驱体为所选用稀土元...

【技术特征摘要】

1.一种萤石衍生结构氧化物气凝胶，其特征在于，所述气凝胶的晶体结构为a2b7o17，其中a为稀土元素，b为过渡族金属元素。

2.根据权利要求1所述一种萤石衍生结构氧化物气凝胶，其特征在于，所述稀土元素为y、sc、la、ce、pr、nd、pm、sm、eu、gd、tb、dy、ho、er、tm、yb或lu中的一种，所述过渡族金属元素为ti、zr或hf中的一种。

3.一种如权利要求1或2所述的萤石衍生结构氧化物气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤如下：

4.根据权利要求3所述的萤石衍生结构氧化物气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤一所述稀土元素前驱体为所选用稀土元素的硝酸盐水合物；所述过渡族金属前驱体为所选用过渡族金属前驱体为过渡族金属的四氯化物；所述稀土元素前驱体和过渡族金属前驱体的摩尔比为1:3.5；所述混合溶液中过渡族金属四氯化物的浓度为10％wt。

5.根据权利要求3或4所述的萤石衍生结构氧化物气凝胶的制备方法，其特征在于，步骤一所述去离子水和无水乙醇的体积比为1:10；所述冰乙酸和所述环氧氯丙烷的加入量按过渡族金属前驱体、冰...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩文波，徐鸿照，王春霖，王武举，洪长青，张幸红，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：