[发明专利]一种钍基混合氧化物陶瓷微球的制备方法

权利要求书

1.一种钍基混合氧化物陶瓷微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在加热搅拌的情况下将硝酸铈胺或硝酸铀酰或硝酸钚固体加入到硝酸钍溶液中形成混合溶液，用氨水调节pH值形成水解溶液，水解溶液中加入增稠剂聚乙烯醇溶液并进行搅拌，形成钍基混合溶胶溶液，其中，所得混合溶液加去离子水调节至钍基的浓度之和为1.26～2mol/L，钍基混合溶液在40～60℃的条件下加入氨水发生水解缩聚反应形成水解溶液，获得的水解溶液的pH为2.5～3.2时达到水解终点；

S2，将钍基混合溶胶溶液通过激振器分散成液滴后依次通过空气段、氨气段、最后落入氨水中，形成凝胶微球；

S3，将凝胶微球置于浓氨水中加热陈化，用乙醇和稀氨水交替洗涤后再用去离子水洗涤，将洗涤后的凝胶微球单层平铺于干燥炉中，通入水蒸气控制湿度在40％-90％，升温至200℃干燥除去凝胶微球内部的自由水和结合水，制得干燥后的凝胶微球；

S4，将干燥后的凝胶微球平铺于烧结炉中，在空气气氛中升温至1250～1400℃烧结得到直径分布在200μm～1.0mm的钍基混合氧化物陶瓷微球。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：将Th(NO₃)₄·4H₂O配制成硝酸钍溶液，搅拌升温，将硝酸铈铵或硝酸铀酰或硝酸钚固体缓慢加入到硝酸钍溶液中溶解形成混合溶液，用氨水调节溶液pH值形成水解溶液，将水解溶液冷却后加入增稠剂聚乙烯醇溶液，获得溶胶，制备好的溶胶进行超声消除气泡，待分散使用。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，硝酸钍溶液的浓度为1.2～2.0mol/L；Th/(Th+Ce)的摩尔比＝0.7～0.95。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，10～30℃下加入消泡后的80～120g/L聚乙烯醇溶液，提高溶胶的粘度，用粘度计进行测试调节至25℃时溶胶的粘度为20～60mPa·S，其中，聚乙烯醇在溶胶中的浓度为10g/L～30g/L。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：通过恒流泵将溶胶输送至管道中，并通过激振器将连续的溶胶分散成液滴，液滴从针头处滴落通过胶凝柱的氨气布气环处预固化。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，恒流泵输运溶胶的流速为3～10mL/min，激振器的频率为20～50Hz，针头直径为0.34～0.51mm，氨气流速为5L/h～30L/h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，10～30℃下凝胶微球置于8～14mol/L的浓氨水中预陈化8～12h，再转移至水浴中，加热至60℃继续在浓氨水中陈化4h，用0.01M稀氨水和乙醇交替洗涤5次后，再用去离子水批次洗涤，首先用试纸测量洗涤液的NO₃^-小于10mg/L，再测量凝胶微球洗涤液平衡3h后电导率小于10μS/cm时达到洗涤终点。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，将洗涤后的凝胶微球单层平铺于干燥炉中，升温速率为1～3℃/min，升温程序如下：100℃保温2～3h，200℃保温2～3h。

9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，通入空气，保持炉管内为正压状态，空气流速为60～80L/h，升温程序为：室温～450℃，3℃/min，保温1h；450～1250/1400℃，5℃/min，保温3～6h。