[发明专利]一种稀土镍基氧化物电子相变材料强度的复合改性方法

权利要求书

1.一种稀土镍基氧化物电子相变材料强度的复合改性方法，其特征在于，通过引入与稀土镍基氧化物可共格烧结的复合相技术，抑制稀土镍基氧化物在周期性热场触发金属绝缘体相变过程中由电子相变所引起的结构变化；与此同时通过与复合相间共格生长的化学键改善晶界、晶粒状态并稳定稀土镍基氧化物亚稳态物相，从而实现对稀土镍基氧化物陶瓷材料的力学特性、电学稳定性的改善与增强；在上述利用复合相可以在力学改性的同时，可进一步实现对该体系材料金属绝缘体相变特性的调控。

2.如权利要求1所述的稀土镍基氧化物电子相变材料强度的复合改性方法，其特征在于，所述复合方法中的母体材料是出于热力学亚稳相状态的RENiO₃，其中RE代表稀土元素以及两种及以上稀土元素的混合，稀土元素包括镨(Pr)、钕(Nd)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)、镥(Lu)，钪(Sc)和钇(Y)；稀土混合元素包括镨钕(Pr_xNd_1-x，0x1)、钕钐(Nd_xSm_1-x，0x1)、钐铕钆(Sm_xEu_yGd_1-x-y，0x,y,x+y1)；RENiO₃在特征温度、特征压力、特征电场、氢气气氛下可以发生多重电子相变。

3.如权利要求1所述的稀土镍基氧化物电子相变材料强度的复合改性方法，其特征在于，所述复合相具有以下特征：

(1)复合相物质处于热力学稳定状态，并可以通过常规固相反应实现其材料合成；

(2)复合相物质存在一个或一个以上的晶面与RENiO₃的特定晶面具有相同的二维晶体结构以及相近的晶格参数，晶格失配度小于5％；

(3)复合相在烧结过程中可沿RENiO₃的特定晶面共格生长，并可将RENiO₃母体材料的不同晶粒连接；

所述复合相为具有钙钛矿结构的氧化物，包括：稀土锰基钙钛矿氧化物，稀土钴基钙钛矿氧化物，稀土铁基氧化物，稀土铝基氧化物，以及上述过渡族元素相混合的过渡族钙钛矿氧化物。

4.如权利要求1所述的稀土镍基氧化物电子相变材料强度的复合改性方法，其特征在于，为制备所述稀土镍基氧化物复合电子相变材料，首先将RENiO₃粉体与一种或一种以上的复合相材料粉体以一定比例相混合，冷压后在高氧压下进行固相反应，固相反应温度范围为100-2000℃，氧气压力范围为0.1-1000MPa；选择上述所使用的温度与氧气压力的关键性技术之一在于，应使得稀土镍基氧化物亚稳相物质在其温度-氧压相图中的负吉布斯自由能范围，从而在复合烧结过程中避免处于热力学亚稳相状态的稀土镍基氧化物材料物相发生分解；选择上述所使用的温度与氧气压力的关键性技术之一在于，应避免复合相与母体相间发生固溶反应或形成新化合物。

5.如权利要求1所述的稀土镍基氧化物电子相变材料强度的复合改性方法，其特征在于，复合相的材料种类选择应遵循与RENiO₃母体物相特定晶面晶格相匹配的原则；烧结后复合相以共格的形式在处于热力学亚稳相的RENiO₃晶粒间形成桥连结构，并起到稳定RENiO₃晶粒的亚稳态物相并抑制其在电子相变中的结构变化双重作用。

6.如权利要求1所述的稀土镍基氧化物电子相变材料强度的复合改性方法，其特征在于，所述复合相粉体合成工艺包括但不限于传统固相反应合成、溶胶凝胶法法合成、共沉淀法合成、助熔剂法合成、陶瓷材料粉碎球磨；通过控制上述复合相粉体的粒径、形貌、含量可实现其与母体材料的结合方式、共格界面形貌、以及在母体材料中的分布关系进行控制，并进一步实现对复合电子相变材料力学、电学特性的调控。