一种利用微流体装置制备二氧化锆陶瓷微球的方法制造方法及图纸

一种利用微流体装置制备二氧化锆陶瓷微球的方法，属于材料合成与成形技术领域。本发明专利技术以二氧化锆前驱体溶胶作为内相流体，中间相流体采用油性溶液，连续相流体采用水性溶液，通过调节三相流体的流量，利用微流体装置制作出单分散的水包油包水的双乳化液滴，再在连续相中加入碱性溶液来引发凝胶反应，对凝胶反应后所得凝胶微球经清洗和干燥后进行烧结，即可获得ZrO2陶瓷微球。该方法制备出的二氧化锆陶瓷微球球形度高、尺寸均一，在微米的尺度下，表面张力的作用远大于重力产生的变形；以双乳化液滴为模板进行溶胶凝胶体系的反应合成具有通用性，在核燃料的制备中也具有潜在的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种使用玻璃毛细管搭建的微流体器件制备二氧化锆陶瓷微球的方法，属于材料合成与成形

技术介绍
ZrO2陶瓷材料具有极好的耐高温、耐磨损、耐化学腐蚀性能，作为增强剂其被广泛地用于切割工具、结构材料中。该材料还具有半导体特性、生物亲和性、氧敏感性，因此其还被用于制作压电陶瓷，记录材料等。此外，ZrO2陶瓷现还作为模板用于开发能增加反应效率和安全性的UO2微球，以其作为下一代核能材料。因此，ZrO2陶瓷微球在工程、生物、能源等领域有大量的需求。传统方法诸如振动分散法，搅拌乳化法，聚合诱导胶体聚集法都被用于制备Zr O2微球。对于振动分散法，锆的前躯体从喷口喷出形成液滴，在其下坠的过程中由于受到重力及空气阻力的影响，在凝胶过程中，液滴的形状会发生变化，所得的凝胶微球尺寸均一性和球形度较差。对于搅拌乳化法，两种不相容的液相在容器中被搅拌混合，由于容器中各处机械剪切力不均匀，使得之后形成的液滴尺寸相差较大。对于聚合诱导胶体聚合法，二氧化锆胶体粒子的尺寸可由PH值较好地控制，但在烧结后，其最终形成的陶瓷微球是多孔的。因此，尽管在工程及能源领域有着大量的需求，单分散且具有高球本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用微流体装置制备二氧化锆陶瓷微球的方法，其特征在于：所述装置包括圆锥入射管（1）、圆锥收集管（2）和方管（3），圆锥入射管（1）和圆锥收集管（2）分别从方管两端插入并同轴布置，圆锥入射管和圆锥收集管的两个锥口相对且留有间隙，圆锥入射管锥口小于圆锥收集管锥口；该制备方法包括以下步骤：1）将配制好的二氧化锆前驱体溶胶作为内相流体（8）从圆锥入射管（1）注入，中间相流体（9）从方管（3）的一端沿着圆锥入射管外壁与方管内壁的间隙流入；连续相流体（10）从方管（3）另一端沿着圆锥收集管外壁与方管内壁的间隙流入；将内相流体（8）流量调节至200？300μL/h，中间相流体（9）流量调节至300？85...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈皓生，张磊，刘兵，郝少昌，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：