[发明专利]一种Y2O3纳米粉体及其制备方法

说明书

本发明提供一种Y₂O₃纳米粉体及其制备方法，以Y(NO₃)₃为钇源，六亚甲基四胺为沉淀剂，静电稳定剂与表面活性剂为分散剂，调节溶液反应物浓度配比、微波辐照时间、冰水混合物淬冷时间、焙烧温度与时间等工艺过程，制备出颗粒粒径小且均匀分布、分散性好、活性高的球形纳米级Y₂O₃粉体。该方法不仅缩短了反应时间，提高了样品效率，而且加热均匀，操作简单，还可以克服混合溶液浓度梯度的困难，具有较好的工业应用前景。

技术领域

本发明属于稀土纳米粉体制备技术领域，涉及一种Y₂O₃纳米粉体及其制备方法。

背景技术

透明陶瓷具有陶瓷固有的耐高温、耐腐蚀、高绝缘、高强度等特性，又具有玻璃的光学性能，目前许多研究和生产单位均致力于新型透明陶瓷的研究与开发。而氧化钇Y₂O₃作为一种优良的高温红外材料和电子材料，具有透明性好、耐热耐腐蚀、高温稳定性和介电常数高等特点，且其制得的透明陶瓷在较宽的频率范围内，尤其在红外区，具有很高的透光率，应用广泛。

目前Y₂O₃透明陶瓷通常采用真空热压或在还原性气氛中烧结制备，其中还原性气氛中烧结为制备透明陶瓷的常用方法，但其也存在一定缺陷，例如所需的烧结温度一般较高，并且在烧结过程中需加入大量的烧结添加剂。基于该缺陷，目前，研究生产分散性好、活性高、易烧结的纳米超细氧化钇粉体已成为降低烧结温度的有效方法。

Y₂O₃相关纳米粉体的制备已有较多的研究报道，但现有的一些制备方法如溶胶-凝胶法、氨水或碳酸氢铵沉淀法、燃烧法、水热法、喷雾热解法、固相法等或者成本高、或者效果不好即团聚严重，形貌不均一，无法形成均一球形形貌等，而在透明陶瓷制备中，规则球形颗粒密堆积相对于片状形貌的颗粒可以在使组分均匀的前提下达到较高的素坯堆积密度，同时也有利于烧结过程中晶粒的晶界移动并达到均匀一致的显微织构，制备出性能优异的透明陶瓷。另有文献曾报道Y₂O₃与其他组分复配的纳米粉体的制备，如采用均相沉淀法制备纳米YAG，上述方法之所以能够制备出球形形貌的纳米YAG，原因可能在于：多相的纳米材料在反应过程中钇离子相晶粒与铝离子相晶粒结构之间会发生相互的交错、钉扎作用，且两种晶粒具有不同的生长速率，可以相互抑制，从而有利于晶粒的细化制备出球形形貌的纳米YAG。而仅仅单相的钇离子相晶粒由于活性高、比表面积大、易聚集长大，无法受到铝离子或其他粒子相晶粒的抑制，制备出的纳米粉体多为片状形貌。

综上，如何制备出规则球形形貌的Y₂O₃纳米粉体是亟待解决的问题。

发明内容

鉴于现有技术中的不足，本发明提供一种Y₂O₃纳米粉体及其制备方法，该方法制备得到的Y₂O₃纳米粉体呈规则的球形形貌、且粒径尺寸细小均匀、分散性好以及活性高。

本发明的技术解决方案：

本发明提供一种Y₂O₃纳米粉体的制备方法，通过以下步骤实现：

步骤1，将微米级Y₂O₃粉体加热完全溶解于硝酸中，并加水配成Y(NO₃)₃的澄清溶液；

步骤2、依次将六亚甲基四胺、静电稳定剂、表面活性剂加入上述Y(NO₃)₃的澄清溶液中，并搅拌均匀，过滤备用作为母液；

步骤3，将步骤2获得的母液进行微波辐照至少1.5小时，得到前驱物；