[发明专利]一种通过喷雾造粒改性粉体制备稀土掺杂钇铝石榴石透明陶瓷的方法

权利要求书

1.一种通过喷雾造粒改性粉体制备稀土掺杂钇铝石榴石透明陶瓷的方法，包括下述步骤：

(1)通过共沉淀方法制备出稀土掺杂Re:YAG粉体；

(2)采用喷雾造粒工艺对粉体进行改性；

(3)采用干压与冷等静压相结合的方式成型；

(4)氧气气氛，惰性气氛或真空氛围下脱脂；

(5)真空烧结。

2.按照权利要求1所述的通过喷雾造粒改性粉体制备稀土掺杂钇铝石榴石透明陶瓷的方法，其特征在于所述的共沉淀方法制备稀土掺杂Re:YAG粉体包括下述步骤：

(1)采用钇、铝与稀土元素的硝酸盐化合物为原料，按照Re_xY_3-xAl₅O₁₂，化学计量比进行称量，x为部分Re原子取代Y原子的物质摩尔量，0＜x≤0.1，其溶剂为醇一水体系，配制成金属母液；

(2)采用碳酸氢铵溶液为沉淀剂，其溶剂为醇一水体系；

(3)将金属母液滴定到沉淀剂中，搅拌，陈化，抽滤，水洗，醇洗，得到滤饼；

(4)将滤饼在50～60℃干燥24～48小时，粉碎过筛；

(5)煅烧后得到稀土掺杂Re:YAG粉体。煅烧温度控制在900～1300℃，煅烧时间控制在1～5小时。

3.按照权利要求2所述的通过喷雾造粒改性粉体制备稀土掺杂钇铝石榴石透明陶瓷的方法，其特征在于所述的沉淀剂的溶剂为醇一水体系，其中醇包括甲醇、乙醇、乙二醇、丙醇、异丙醇、丙三醇等醇类中的一种或几种。

4.按照权利要求1所述的一种通过喷雾造粒改性粉体制备稀土掺杂钇铝石榴石 透明陶瓷的方法，其特征在于所述的喷雾造粒工艺对粉体进行改性包括下述步骤：

(1)分别称量Re:YAG粉体、烧结助剂、表面活性剂以及乙醇、磨球；

(2)保持环境温度，采用行星式球磨机混合0.5～100小时；

(3)将浆料在喷雾干燥机中进行喷雾造粒。

5.按照权利要求4所述的一种通过喷雾造粒改性粉体制备稀土掺杂钇铝石榴石透明陶瓷的方法，其特征在于所述的表面活性剂包括粘结剂、增塑剂、分散剂、悬浮剂、消泡剂、抗静电剂等，其中所述的粘结剂采用羧甲基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯醇缩丁醛、聚氧乙烯、聚乙二醇、聚乙烯醇、阿拉伯树胶其中的一种或数种；增塑剂采用脂肪酸、脂肪酸酯多元醇、、聚酯增塑剂、柠檬酸酯其中的一种或数种；分散剂采用聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯酸、聚丙烯胺、明胶、鲱鱼油、鱼油、油酸、蓖麻油其中的一种或数种。表面活性剂总的添加量为粉体质量的0.01～5wt％，其各自含量与总的添加量根据浆料粘度与所需改性后粉体粒径的大小进行调节。

6.按照权利要求4所述的一种通过喷雾造粒改性粉体制备稀土掺杂钇铝石榴石透明陶瓷的方法，其特征在于所述的行星球磨时，外界温度保持在一恒定值，该恒定值取于5～20℃之间，球磨转速为200～1000rpm，具体数值根据浆料粘度加以调整，粘度较大则加大转速，反之亦然。

7.按照权利要求4所述的一种通过喷雾造粒改性粉体制备稀土掺杂钇铝石榴石透明陶瓷的方法，其特征在于所述的浆料通过喷雾干燥机进行造粒，进口温度为50～150℃，送料速率为1～20ml/min，喷雾气体流速根据所制浆料的固含量以及粘度和所需的球形粉体颗粒的大小进行调节，干燥气体流量25～50m³/h。 

8.按照权利要求1所述的一种通过喷雾造粒改性粉体制备稀土掺杂钇铝石榴石透明陶瓷的方法，其特征在于所述的真空烧结条件为升温速率为1～20℃/min，烧结温度范围为1500℃～1900℃，高温保温时间为1～30小时，保温阶段真空度为10^-4～10^-7mbar。