[发明专利]一种纳米稀土氧化物合金陶瓷的制备方法

说明书

本发明提供了一种纳米稀土氧化物合金陶瓷的制备方法，具体方法为，步骤一、纳米稀土陶瓷球的制备：（1）稀土前体：将Ce(NO₃)₃·6H₂O和H₂C₂O₄·2H₂O在研磨机上研磨，得到Ce(C₂O₄)₃·10H₂O；（2）稀土陶瓷粉球：将Ce(C₂O₄)₃·10H₂O、陶瓷粉干燥，放入球磨机内研磨，加入胶黏剂后进行造粒；（3）预烧结：将造粒所得稀土陶瓷粉球送入烧结炉预烧结得到复合陶瓷球；步骤二、混料：原陶瓷粉、金属纤维、粘合剂、复合陶瓷球通过球磨制备浆料；经步骤三的装模、步骤四的烧结，得到陶瓷基体。本发明通过预烧结分解得到包含有纳米氧化铈的陶瓷球，纳米稀土氧化物分散均匀，强度韧性得到提高。

技术领域

本发明涉及一种陶瓷材料，尤其涉及一种纳米稀土氧化物合金陶瓷的制备方法。

背景技术

纳米材料因其独特的表面效应、量子尺寸效应等而表现出不同于常规材料的特殊性能，因而在各个领域得到广泛的应用。作为新材料中的一员，稀土纳米材料的研究也成为世界各国科学家研究的热点之一。二氧化铈作为一种典型的轻稀土氧化物已被广泛用于发光材料、抛光剂、紫外吸收剂、汽车尾气净化催化剂、玻璃化学退色剂、耐辐射玻璃、电子陶瓷等领域。

稀土元素在当今工业生产和科学研究中应用很广，被称为“现代工业的维生素”，在我国陶瓷工业中的应用始于上世纪30年代，在70年代稀土在陶瓷材料中的总用量达70t/年，占国内生产总量的2%到3%左右，目前稀土主要应用于结构陶瓷、功能陶瓷、陶瓷色釉料等领域。随着稀土新材料的不断开发与应用，将稀土作为添加剂、稳定剂、烧结助剂作用于各种陶瓷材料，极大地改善了其性能、降低了生产成本。

同时，金属纤维具有原金属的优良特性，是复合材料良好的增强增韧剂。应用在陶瓷中，以金属纤维增强的陶瓷基复合材料具有很高的压缩强度和冲击韧性，同时具有高温稳定性好、成型好、可进行机械加工等优点。

常规的纳米稀土氧化物在材料中的应用是利用固固掺杂的方法将纳米稀土氧化物与目标粉料，如钼粉、陶瓷粉等，研磨均匀后在球磨罐进行球磨，之后经过过筛、压制成型、在保护气氛下烧结成型，经模锻后得到成品；另有将纳米稀土氧化物在复合陶瓷层的应用，是将陶瓷层经由水砂纸打磨、超声波清洗、清水冲洗、氧化，然后在离子镀装置中镀纳米稀土氧化物膜；这些方法中所用的稀土类氧化物均为预先制备，然后将纳米颗粒混入或者电镀在目标物。而纳米稀土氧化物与粉料直接固固掺杂的方法，纳米颗粒具有高的表面能，极易团聚在一起，容易使混料不均，影响纳米稀土氧化物改良材料的性能；采用离子镀的方法将纳米稀土电镀在复合体表面，纳米稀土类氧化物只是在复合体表面起到金属镀层的作用，应用有限。

发明内容

本发明通过预烧结分解得到包含有纳米氧化铈的陶瓷球，再经由混料、装模、烧结，得到纳米稀土氧化物合金陶瓷，纳米稀土氧化物分散均匀，强度韧性也得到提高。

为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：一种纳米稀土氧化物合金陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、纳米稀土陶瓷球的制备：

（1）稀土前体：按重量份数，将一份Ce(NO₃)₃·6H₂O和三份H₂C₂O₄·2H₂O在研磨机上研磨，研磨时间为30~45min，得到Ce(C₂O₄)₃·10H₂O，之后分别用水和乙醇淋洗多次；