[发明专利]二硼化钇的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及稀土元素化合物的制备领域，特别地，涉及一种二硼化钇的制备方法。

背景技术

二硼化钇(YB₂)具有六方晶系结构，其具有2290K的高熔点、高硬度值，还具有优良的耐氧化与腐蚀性能、稳定的化学性能和金属传导等性能是一种性能优良的超硬材料。二硼化钇可以广泛用于切割、抛光工具、耐磨涂料等诸多领域。现在针对二硼化钇粉末的研究主要集中于对其晶体结构、耐热性能及耐磨性能等方面。二硼化钇不能进行酸洗等除杂提纯，只能直接制备得到纯度达到90％的粉末。因而对其制备方法的研究较少。

发明内容

本发明目的在于提供一种二硼化钇的制备方法，以解决现有技术中高纯度的二硼化钇制备困难的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种二硼化钇的制备方法，包括以下步骤：以四硼化钇和另一种含钇材料为原料，将所述四硼化钇和所述含钇材料按摩尔比为1∶0.8～1.5混合，所述含钇材料为Y和／或YH_xX=2～3；烧结所述原料得到所述二硼化钇。

进一步地，将所述四硼化钇和所述含钇材料按摩尔比1∶1.0～1.2混合。

进一步地，原料中各种材料的粒度小于270微米。

进一步地，烧结温度为1550～1800℃。

进一步地，烧结温度为1700～1800℃。

进一步地，烧结时间为7～10小时。

进一步地，烧结时间为9～10小时。

进一步地，反应真空度为3×10^-3～3×10^-4Mpa。

进一步地，还包括压块处理，压块处理步骤中压力为10～16MPa。

进一步地，还包括在烧结所述原料得到二硼化钇的粗产品后，对所述产物的表面进行打磨处理，形成所述二硼化钇。

本发明具有以下有益效果：

本发明提供的二硼化钇的制备方法以四硼化钇和含钇的单质为原料进行反应，反应条件温和，反应过程中无需保持过高的真空压即可制得纯的高达99％的二硼化钇。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明优选实施例的工艺流程示意图；以及

图2是本发明优选实施例的产物粉末衍射谱图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

本发明提供的二硼化钇的制备方法以四硼化钇和含钇材料混合通过固相反应，并避免采用过高的真空度即可制得纯度高达99％的二硼化钇。

本文中氢化钇为YH_xX=2～3X随氢气压变化。这是制备纯钇粉过程中的氢化制粉产生的物质。氢化钇制备过程为纯钇金属经过真空预处理后，在300～400℃温度下，氢气压力大于1个大气压下与氢反应，生成YH_x。

本发明提供的方法包括烧结原料得到产物，其中原料为四硼化钇和含钇材料，原料按四硼化钇和所述含钇材料摩尔比为1∶0.8～1.5混合。

现有技术中常用钇单质和硼单质混合后烧结得到二硼化钇。钇原料易与氧发生反应会生产氧化钇。同时该反应过程中存在副反应会产生四硼化钇等杂质。而二硼化钇在进行酸洗步骤时性能不稳定因而不能进行常规的提纯除杂处理，因而产物中的氧化钇与四硼化钇等物质难以清除。为了避免烧结时产生上述杂质，以钇单质和硼单质为原料的整个烧结过程中均需抽真空至真空度3×10-3～3×10-4Mpa，以减少氧化钇等杂质的生成，确保直接烧出二硼化钇以提高产物的纯度。而真空度过高则对烧结设备提出了过高的要求。本发明提供方法无需过高的真空度即可实现二硼化钇的生产，减少了生产二硼化钇对设备的要求。现有技术中常需要提供真空度大于3×10-4Mpa的环境，以钇粉和硼粉为原料进行反应。但该反应条件对真空度要求较高，常规设备难以承受该真空度。因而如果想生产纯度较高的二硼化钇还需另外增加设备投资。而本发明提供的方法生产二硼化钇无需另外采购设备，只需按常规真空度进行反应即可得到纯度较高的二硼化钇。