[发明专利]一种纳米复相红外透明陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种纳米复相红外透明陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括采用溶胶-凝胶法利用柠檬酸和乙二醇之间的酯化反应使用金属的硝酸盐制备出Y₂O₃–Mg_1-xZn_xO复合纳米粉体；经球磨、过筛和煅烧后获得高活性复合纳米粉体，然后通过热压法制得Y₂O₃–Mg_1-xZn_xO纳米复相陶瓷。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1.高活性复合纳米粉体的制备：

S101.采用六水硝酸钇、六水硝酸镁和六水硝酸锌溶于去离子水配制溶液，磁力搅拌并加热至完全溶解成透明溶液；

S102.采用一水柠檬酸和乙二醇溶于去离子水配制溶液，磁力搅拌并加热至完全溶解成透明溶液；

S103.将步骤S101和步骤S102得到的溶液倒入同一石英烧杯中，磁力搅拌并加热至完全混合透明溶液；

S104.将所述的透明溶液置于马弗炉低温煅烧，得到多孔有机泡沫；

S105.将所述的有机泡沫装入石英托盘中，采用马弗炉对有机泡沫氧气气氛煅烧，得到Y₂O₃–Mg_1-xZn_xO复合纳米粉体；

S106将所述的Y₂O₃–Mg_1-xZn_xO复合纳米粉体球磨及过筛处理后，煅烧，获得高活性复合纳米粉体；

S2.复相陶瓷的制备：

S201.将所述的高活性复合纳米粉体装入模具中，采用热压炉对粉体进行热压烧结，获得陶瓷样品；

S202.对所述的陶瓷样品在马弗炉中进行退火处理；

S203.对步骤S202得到的退火处理样品进行双面镜面抛光，获得红外透明复相陶瓷产品。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤S101和步骤S102中所述的高纯度六水硝酸钇、六水硝酸镁、六水硝酸锌、一水柠檬酸和乙二醇是指纯度不小于99％。

4.根据权利要求2所述的的制备方法，其特征在于，步骤S101、步骤S102、步骤S103中所述的磁力搅拌中，磁子的转速为250-1250r/min，加热温度为60-100℃。

5.根据权利要求2所述的的制备方法，其特征在于，步骤S101、步骤S102、步骤S103中所述的加热温度为60-100℃。

6.根据权利要求2所述的的制备方法，其特征在于，步骤S106中所述的球磨及过筛，具体是采用氧化锆球磨罐及磨球，磨球直径为2mm，球磨的粉体与所用磨球的配比为1：12，用无水乙醇球磨24-48小时，粉体与无水乙醇的配比为1：2，在60-80℃下保温烘干24-48小时，用200目网筛过筛。

7.根据权利要求2所述的的制备方法，其特征在于，步骤S104中所述煅烧温度为200-220℃，煅烧时间为4小时；步骤S105中所述煅烧温度为800-900℃，煅烧时间为2-6小时；步骤S106中所述煅烧温度为400-600℃，煅烧时间为1-6小时。

8.根据权利要求2所述的的制备方法，其特征在于，步骤S201中所述烧结温度为1000-1400℃，保温时间1-2小时，加压压力为50-100MPa。

9.根据权利要求2所述的的制备方法，其特征在于，步骤S202中所述退火温度为800-1200℃，保温时间为24-60小时。

10.一种如权利要求1-9任一项所述的制备方法制得的纳米复相红外透明陶瓷材料，该材料的组成通式为Y₂O₃–Mg_1-xZn_xO，其中，Y₂O₃的纳米粉末和Mg_1-xZn_xO的纳米粉末的体积比为1：1，Mg_1-xZn_xO固溶体中ZnO的摩尔百分数为0～30％。