[发明专利]一种亚微米级掺杂氧化钨基粉体及制备方法和应用

说明书

本发明涉及一种亚微米级氧化钨基粉体及制备方法和应用，混合粉体中掺杂源元素的总质量分数为5‑50％，掺杂源的掺杂元素选自Ti、Mo、V、Al、Li、Zr中的至少三种，混合粉体的纯度大于99.95％，平均粒径500nm‑1800nm，D50粒径在200‑750nm；定义M₁为50‑100nm粒度段粉体颗粒质量分数，M₂为100‑400nm粒度段粉体颗粒质量分数，M₃为400‑700nm粒度段粉体颗粒质量分数，M₄为700nm‑1μm粒度段粉体颗粒质量分数，M₅为＞1μm粒度段粉体颗粒质量分数，那么M₁、M₂、M₃、M₄、M₅的数量关系符合公式：

技术领域

本发明涉及陶瓷粉体材料，尤其涉及一种用于制备高性能氧化钨基半导体陶瓷的高纯亚微米级掺杂氧化钨粉体。

背景技术

三氧化钨是一种重要的n型氧化物半导体，在气敏材料、光催化、新能源等领域有重要的应用。三氧化钨是一种性能优异的阳极电致变色材料，在大屏幕显示和高密度信息存储等领域中具有广泛的应用前景。与有机光致变色材料相比，WO₃稳定性好、成本低。将光响应材料与WO₃复合可以有效地抑制光激发后电子的复合过程，从而提高参与变色过程的光生载流子的数量，改善WO₃的光致变色性能。

现有三氧化钨粉体有两种主要粒度，一是平均粒度在50nm以下的高纯纳米粉体，主要用于光催化等领域，粉体粒度分布较窄，粒度堆积易出现桥接等情况，导致生坯致密度较低，制备得到的氧化钨基半导体陶瓷致密度也较低。二是用于制备W金属的微米/毫米级低纯WO₃粉体，该种粉体的纯度较低，制备得到的氧化钨基半导体陶瓷的导电性较差。因此，需要一种宽粒度分布、高纯度的氧化钨基粉体及制备方法，能够用于制备得到高致密度、高导电性的氧化钨基陶瓷。

发明内容

本发明所要解决的第一个技术问题是针对现有技术的现状提供一种宽粒度分布、高纯度的亚微米级掺杂氧化钨基粉体。

本发明所要解决的第二个技术问题是提供一种上述氧化钨基粉体的制备方法。

本发明所要解决的第三个技术问题是提供一种使用上述氧化钨基粉体制备氧化钨基半导体陶瓷的应用。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种亚微米级掺杂氧化钨基粉体，为包含氧化钨和掺杂源的混合粉体，所述混合粉体中掺杂源元素的总质量分数为5-50％，所述掺杂源粉的掺杂元素选自Ti、Mo、V、Al、Li、Zr中的至少三种，所述混合粉体的纯度大于99.95％，平均粒径500nm-1800nm，D50粒径在200-750nm；定义M₁为50-100nm粒度段粉体颗粒质量分数，M₂为100-400nm粒度段粉体颗粒质量分数，M₃为400-700nm粒度段粉体颗粒质量分数，M₄为700nm-1μm粒度段粉体颗粒质量分数，M₅为＞1μm粒度段粉体颗粒质量分数，那么M₁、M₂、M₃、M₄、M₅的数量关系符合公式：

优选的，所述混合粉体的平均粒径600-1500nm，D50粒径300-650nm；进一步优选的，平均粒径800-1200nm，D50粒径350-500nm。

优选的，所述混合粉体中掺杂源元素的总质量分数为10-40％。进一步优选的，所述混合粉体中掺杂源元素的总质量分数为10-30％。