[发明专利]一种具有非晶/纳米晶结构的陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有非晶/纳米晶结构的陶瓷材料的制备方法，其特征在于此种陶瓷材料的原料按1 份混合陶瓷粉体、0.4～1份去离子水和0.01～0.015份陶瓷粘结剂的质量份数比制成，  其中 混合陶瓷粉体由一种主相陶瓷粉体和一种添加剂相陶瓷粉体混合制成，混合陶瓷粉体中主相 陶瓷粉体质量百分含量占60％～99.9％和添加剂陶瓷粉体质量百分含量占0.1％～40％，此种陶 瓷材料的制备过程包括以下三个步骤：第一步骤将原料造粒成陶瓷复合粉体，第二步骤将陶 瓷复合粉体进行热处理，第三步骤将热处理后的陶瓷复合粉体成形、保温烧结制成陶瓷材料； 其中，所述的主相陶瓷粉体为至少一种金属的氧化物、碳化物、氮化物、硅化物或碳氮化物， 上述金属选自铝、钨、镁、铁和锆，主相陶瓷粉体或为加入钇进行稳定的氧化锆、或为加入 铈进行稳定的氧化锆、或为加入钇和铈进行稳定的氧化锆；

所述的添加剂相陶瓷为一种稀土化合物，包括稀土氧化物、稀土碳化物、稀土氮化物、稀土 硅化物，所述的添加剂相陶瓷或为一种稀土混合物，上述的稀土元素包括镧、铈、钇、镨、 铷、铪、铼、钽、钪、铒、钕、镥、钐、钆、镝、钬、铥或镱，上述稀土化合物或稀土混合 物为Ce(OH)₃、Nd(OH)₃、Eu(OH)₃、Gd(OH)₃、Tb(OH)₃、Dy(OH)₃、Ho(OH)₃、Er(OH)₃、 Tm(OH)₃、Yb(OH)₃、Lu(OH)₃、La₂O₃、Nb₂O₃、Eu₂O₃、Gd₂O₃、Tb₂O₃、Er₂O₃、Yb₂O₃、CeO₂、 Y₂O₃、YCl₃、CeCl₃、PrCl₃、NdCl₃、SmCl₃、EnCl₃、GdCl₃、TbCl₃、DyCl₃、ErCl₃、TmCl₃、 YbCl₃、LuCl₃或LaCl₃、NdSi₂、CeSi₂、PrSi₂、SmSi₂、EuSi₂、GdSi₂、TbSi₂、DySi₂、HoSi₂、 ErSi₂、TmSi₂、YbSi₂、LuSi₂、YSi₂、CeC₂、PrC₂、NdC₂、SmC₂、EuC₂、GdC₂、TbC₂、DyC₂、 HoC₂、ErC₂、TmC₂、YbC₂、LuC₂、Y₃N、CeN、PrN、NdN、SmN、EuN、GdN或TbN；

所述的第二步骤将陶瓷复合粉体进行热处理是指用普通的空气炉或真空炉或气氛保护炉对粉 体进行热处理，然后用亚音速喷枪或超音速喷枪或等离子喷枪进行处理；

所述的第三步骤中用于保温烧结的烧结设备是普通的空气炉即无压烧结炉、热压烧结炉、热 等静压烧结炉、放电等离子烧结炉、微波烧结炉；

所述的陶瓷复合粉体中，至少有一种独立组分的晶粒尺寸是等于或小于100纳米的纳米结构， 或是微米尺度或亚微米尺度的，即大于100纳米的微米结构或亚微米结构；

经过第二步骤复合粉体进行热处理之后获得的陶瓷复合粉体具有纳米/亚微米尺度的三维网 络状结构，经过第三步骤对所得陶瓷复合粉体成形、保温烧结后得到的陶瓷材料含有一定量 的非晶或纳米晶结构。

2.根据权利要求1所述的一种具有有非晶/纳米晶结构的陶瓷材料的制备方法，其特征在于 所述的第一步骤和第二步骤能够通过以下三种方式进行：

(1)混合-喷雾干燥-致密化法制备陶瓷复合粉体材料，其工艺流程为：将原料球磨混粉后制 成浆料，通过喷雾干燥变成陶瓷复合粉体，然后进行初级粉体热处理，再次球磨得到浆料， 再进行喷雾干燥形成陶瓷复合粉体，进行二次粉体热处理得到致密复合粉体；

(2)混合-成型-破碎法制备陶瓷复合粉体材料，其工艺流程为：将原料球磨混粉后制成浆料， 进行烘干，然后破碎形成陶瓷复合粉体，将陶瓷复合粉体压坯进行粉体坯块热处理，进行二 次破碎得到致密复合粉体；

(3)简易的混合-喷雾干燥-致密化法制备陶瓷复合粉体材料，其工艺流程为：将原料球磨混 粉制成浆料，通过喷雾干燥形成陶瓷复合粉体，然后进行粉体热处理得到致密复合粉体。