[发明专利]一种氧化钆-氧化镁纳米复合陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种氧化钆-氧化镁纳米复合陶瓷，其特征在于：

该复合陶瓷由氧化钆-氧化镁纳米复合粉体为原料，所述复合粉体由氧化钆及氧化镁为原料制成，所述复合粉体中氧化钆及氧化镁的两相摩尔比比值为0.20～0.35。

2.根据权利要求1所述的氧化钆-氧化镁纳米复合陶瓷，其特征在于：

所述的氧化钆纯度大于等于99.99％，氧化镁纯度大于等于99.99％。

3.根据权利要求1所述的氧化钆-氧化镁纳米复合陶瓷，其特征在于：

所述氧化钆-氧化镁纳米复合粉体的制备方法，具体步骤如下：

S1：配制包含钆离子和镁离子的金属离子溶液，将两者进行混合得到原料混合溶液；

S2：在步骤S1配制好的原料混合溶液中以缓慢滴加的方式加入沉淀剂，滴加速率控制在0.75mL/min，待反应完全，得到含有白色沉淀的混合溶液；

S3：对步骤S2中得到的混合溶液进行离心-分离-水洗-烘干处理，得到前驱体，对该前驱体进行煅烧后得到氧化钆-氧化镁纳米复合粉体；

所述步骤S3中首先将前驱体在氧气气氛下煅烧，煅烧温度为500℃，升温速率为5℃/min，煅烧时间为5h，再将该前驱体在空气气氛下煅烧，煅烧温度为600℃，升温速率为5℃/min，煅烧时间为1h。

4.根据权利要求1所述的氧化钆-氧化镁纳米复合陶瓷，其特征在于：

所述氧化钆-氧化镁纳米复合粉体的制备方法，具体步骤如下：

S1：配制包含钆离子和镁离子的金属离子溶液，将两者进行混合得到原料混合溶液；

S2：在步骤S1配制好的原料混合溶液中加入螯合剂，加热搅拌形成无色透明溶胶溶液，螯合剂与金属阳离子的摩尔比为0.72：1；

S3：对步骤S2得到的透明溶胶溶液，进行烘干处理得到前驱粉末，最后对其进行煅烧处理，得到氧化钆-氧化镁纳米复合粉体；

所述步骤S3中首先将前驱粉末在氧气气氛下煅烧，煅烧温度为400℃，升温速率为2℃/min，煅烧时间为20h，再将该粉末在空气气氛下煅烧，煅烧温度为500℃，升温速率10℃/min，煅烧时间为3h。

5.根据权利要求3所述的氧化钆-氧化镁纳米复合陶瓷，其特征在于：

所述步骤S2中所加入的沉淀剂优选为碳酸氢铵、尿素、氢氧化钠中的任一种。

6.根据权利要求4所述的氧化钆-氧化镁纳米复合陶瓷，其特征在于：

所述步骤S2中所加入的螯合剂优选为柠檬酸溶液，所述柠檬酸溶液为一水合柠檬酸与去离子水混合得到。

7.一种包括权利要求1-6任一所述的氧化钆-氧化镁纳米复合陶瓷制备方法，包括以下步骤：

SS1：将氧化钆-氧化镁纳米复合粉体进行球磨处理，球磨时间24h，球磨后的浆料放入烘箱中烘干，过筛处理后得到混合粉体；

SS2：将步骤SS1中制得的混合粉体在50～100MPa条件下采用轴向单向加压方式干压成型，保压时间1～2min，得到成型坯体；

SS3：对步骤SS2得到的成型坯体干燥，并升温进行烧结，再经过退火处理便获得氧化钆-氧化镁纳米复合陶瓷。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：

所述步骤SS3中，所述烧结处理包括有热压烧结、放电等离子烧结、SPS、热等静压烧结。

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：

所述的热压烧结工艺中，施加的压力为70MPa，烧结温度为1350℃，保温时间为0.5h；

所述的SPS烧结工艺中，施加的压力为70MPa，烧结温度为1350℃，保温时间为2min；

所述的真空热压烧结工艺中，施加的压力为70MPa，烧结温度为1450℃，保温时间为5h，真空度为10^-3Pa；

所述的热等静压烧结工艺中，施加的压力为200MPa，烧结温度为1550℃，保温时间为5h。

10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：

步骤SS3中，所述的退火氛围为空气或氧气气氛中的一种，温度为1000～1250℃，保温时间为12-24h。