[发明专利]无定形多组元难熔过渡金属氧化物纳米颗粒的制备方法

说明书

本发明公开了一种无定形多组元难熔过渡金属氧化物纳米颗粒的制备方法，包括以下步骤：将难熔过渡金属的金属盐溶液分别添加酸或碱得到四种不同反应液，然后将四种反应液混合后进行水热反应，将水热反应的沉淀物经干燥制得熵稳定的单相多组元难熔过渡金属氧化物纳米颗粒；所采用的原材料为常见的难熔过渡金属盐，价格便宜，成本低；采用水热法，在较低反应温度下使原料在液相条件下均匀混合且充分反应得到熵稳定的单相多组元难熔过渡金属氧化物，反应条件温和，工艺简单可控，低碳节能；制备的单相多组元难熔过渡金属氧化物粉体具有粒径小(＜50nm)、比表面积高、原子级别混合均匀、无定形结构等特点。

技术领域

本发明涉及一种多组元金属氧化物，具体涉及一种无定形多组元难熔过渡金属氧化物纳米颗粒的制备方法。

背景技术

多组元金属氧化物通常是由多个金属氧化物固溶形成的单相稳定化合物，具有不同于单组元金属氧化物材料的性能特点。由于多组元混合产生了高混合熵效应，高熵产生的高混乱度能够有效抑制单金属氧化物相的生成，并形成具有单一稳定晶体结构的多组元氧化物固溶体。由于其相数目远小于吉布斯相律所决定的相数目，因此具有高硬度和高强度、良好的耐磨性和优异的抗腐蚀性等，可应用于能源、环境、机械、航空航天等领域。单相多组元难熔过渡金属氧化物作为一种非常重要的陶瓷材料，具有原材料丰富、工艺简单、硬度高、熔点高、在碱性环境下耐腐蚀、氧渗透率低、介电常数高、电阻率大、催化活性好等特点，在陶瓷刀具、高温防护、电化学、高技术电子装备等领域具有重要应用。而且，无定形单相多组元难熔过渡金属氧化物作为原材料制备硼化物、碳化物、硅化物等难熔单相多组元固溶体陶瓷时，相比多种金属粉末或金属氧化物粉末的混合物作为原材料时，不仅具有原子尺度混合均匀的优势，而且因无定形结构具有与非金属元素反应的更低活化能，进而有利于降低制备难熔单相多组元固溶体陶瓷的反应条件。目前，无定形单相多组元难熔过渡金属氧化物纳米颗粒的制备几乎未见报道，但含低熔点过渡金属、非过渡金属、稀土金属的多组元氧化物的报道较多，且产物为晶态。这些多组元氧化物纳米颗粒的制备方法主要包括喷雾热分解法、高能球磨/放电等离子烧结、溶液燃烧合成法、共沉淀/水热法、水热法等。