[发明专利]一种镱掺杂磷酸镧陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种镱掺杂磷酸镧陶瓷，其特征在于，所述镱掺杂磷酸镧陶瓷为独居石结构或独居石与磷钇矿结构，微观形貌规整，结构致密，由Yb对La位掺杂得到，提高磷酸镧陶瓷热膨胀性能，其结构式为：La_1-xYb_xPO₄，式中，0.05≤x≤0.2；块体热膨胀系数在1400℃最高可达到10.871×10^-6K^-1，制备方法如下：

S1，配制有镧离子、镱离子、磷酸根离子的混合溶液，将所述混合溶液与络合剂、分散剂混合，水浴加热搅拌，加入硝酸得到无色透明溶液，进一步加热搅拌得到黏稠的凝胶；

S2，将所述凝胶进行干燥，得到固体前驱体产物；

S3，将所述固体前驱体产物煅烧，得到镱掺杂磷酸镧陶瓷粉体；

S4，将所述粉体压制成陶瓷块体；

S5，将所述陶瓷块体进行烧结，得到镱掺杂磷酸镧陶瓷；

步骤S3中，将所述固体前驱体产物利用玛瑙研钵进行研磨，研磨后放入高温炉中，在1000～1300℃煅烧1～6h，将煅烧后的粉体过200目筛，得到镱掺杂磷酸镧粉体；

步骤S4中，将所述陶瓷粉体利用压片机进行压制成型，所用的模具直径为7～15mm，使用压力为40MPa，保压时间为60s；

步骤S5中，将所得圆片放入高温炉中进行烧结，烧结氛围是空气，烧结温度为1400～1600℃，烧结时间为3～12h，得到镱掺杂磷酸镧陶瓷块体。

2.如权利要求1所述的一种镱掺杂磷酸镧陶瓷，其特征在于，x＝0.2。

3.如权利要求1所述的一种镱掺杂磷酸镧陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，配制有镧离子、镱离子、磷酸根离子的混合溶液，将所述混合溶液与络合剂、分散剂混合，水浴加热搅拌，加入硝酸得到无色透明溶液，进一步加热搅拌得到黏稠的凝胶；

S2，将所述凝胶进行干燥，得到固体前驱体产物；

S3，将所述固体前驱体产物煅烧，得到镱掺杂磷酸镧陶瓷粉体；

S4，将所述粉体压制成陶瓷块体；

S5，将所述陶瓷块体进行烧结，得到镱掺杂磷酸镧陶瓷。

4.如权利要求3所述的一种镱掺杂磷酸镧陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述的混合溶液中，镧离子、镱离子、磷酸根离子的浓度均为0.01～0.2 mol/L，其中，镧离子、镱离子的摩尔比为4：1～19：1，而磷酸根离子与金属离子的摩尔比为1：1，所述离子来源分别是硝酸镧，硝酸镱，磷酸二氢铵。

5.如权利要求3所述的一种镱掺杂磷酸镧陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述络合剂为柠檬酸，分散剂为乙二醇，柠檬酸、乙二醇与金属离子的摩尔比是1.2：1.2：1，硝酸的浓度为14.4mol/L，硝酸与金属离子的摩尔比是5：1。

6.如权利要求3所述的一种镱掺杂磷酸镧陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤S1中，络合剂与分散剂缓慢加入到混合溶液中，且在80℃水浴加热，搅拌速度为300rpm的环境下缓慢加入硝酸，得到无色透明溶液，继续在80℃，300rpm的条件下加热搅拌12h，得到不透明粘稠的凝胶。

7.如权利要求3所述的一种镱掺杂磷酸镧陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤S2中，将步骤S1得到的凝胶放入温度为180℃的干燥箱干燥，时间为12～24h，得到固体前驱体产物。