[发明专利]多元稀土硼化物（LaxCe1‑x）B6固溶体多晶阴极材料及其制备方法

权利要求书

1.一种多元稀土硼化物(La_xCe_1-x)B₆固溶体多晶阴极材料的制备方法，0.1≤x≤0.9，其特征在于，该制备方法具体步骤包括如下：

1)配比混料，配比混料有两种方式可任选：“混和球磨”或“分类球磨+手混”；

其中“混和球磨”是：将按照(La_xCe_1-x)B₆的化学计量比，即摩尔比为x:(1-x)分别称量后的LaB₆和CeB₆原料粉末共同置于不锈钢研磨罐中，选择φ12mm、φ10mm、φ8mm和φ6mm的不锈钢球作为研磨介质，球与粉料质量比为(10-20)：1；为防止混和粉末中的硼粉被氧化，以上操作均在手套箱中进行；将球磨罐置于高能球磨机中进行球磨，转速为500-700r/min，球磨1-2h后在手套箱中保存取样；

“分类球磨+手混”是取LaB₆和CeB₆原料粉末分别进行球磨，对球磨后得到的粉末按摩尔比称量后再手混，其中球磨工艺与上述“混和球磨”相同；

2)装炉，将步骤1)混和均匀的LaB₆和CeB₆物料在手套箱中装入石墨模具，将模具置于热压烧结炉内；

3)升温烧结，第一升温阶段：室温至400-500℃；第二升温阶段：从第一阶段的400-500℃升温至800-900℃；第三升温阶段：从第二阶段的800-900℃升温至1200-1300℃；第四升温阶段：从第三阶段的1200-1300℃升温至1700-1900℃；其中，第一升温阶段至第四升温阶段对粉末施加轴向压力，压力范围10-20MPa；

4)保温，在步骤3)第四阶段升温后的1700-1900℃温度保温1.5-2h；且在保温过程对粉末施加30-40MPa轴向压力；

5)降温，步骤4)保温结束后撤压，随炉冷降温，得到所述(La_xCe_1-x)B₆多晶体。

2.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤1)中所述原料LaB₆和CeB₆粉末的纯度达99.99％，粒径范围为1-40μm；

在步骤1)和步骤2)中，所述手套箱里氩气气氛中氧含量和水蒸汽含量均≤6ppm。

3.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤2)中，将所述LaB₆和CeB₆物料粉末装入石墨模具之前用石墨纸包覆模具的内壁，与粉末上下表面接触处也需覆盖石墨纸。

4.按照权利要求1的方法，其特征在于，不锈钢球φ12mm、φ10mm、φ8mm、φ6mm的质量比为1：2：2：1。

5.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤3)第一升温阶段和第二升温阶段对粉末施加相同的轴向压力，然后每升温阶段的轴向压力逐步增加。

6.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤3)第一升温阶段和第二升温阶段对粉末施加10MPa轴向压力，第三升温阶段对粉末施加15MPa轴向压力；第四升温阶段对粉末施加20MPa轴向压力。

7.按照权利要求1的方法，其特征在于，步骤3)中所述各个升温阶段的升温速率为5-15℃/min，第一升温阶段和第二升温阶段的升温速率相同或不同。

8.按照权利要求1的方法，其特征在于，在步骤3)中烧结之前，所述热压炉内预抽真空至气压≤1×10^-2Pa。

9.按照权利要求1-8的任一方法制备得到的(La_xCe_1-x)B₆固溶体多晶体。

10.按照权利要求1-8的任一方法制备得到的(La_xCe_1-x)B₆固溶体多晶体作为阴极材料的应用。