一種納米氧化鋯的制備方法以及得到的納米氧化鋯的應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種納米氧化鋯的制備方法；包括在超重力環(huán)境下，制備納米氧化鋯的前軀體；然后采用微波煅燒所述納米氧化鋯的前驅(qū)體，從而制備得到所述納米氧化鋯。本發(fā)明還涉及一種所述制備方法制備得到的納米氧化鋯在陶瓷材料中的應(yīng)用。
【專利說明】一種納米氧化鋯的制備方法以及得到的納米氧化鋯的應(yīng)用
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備納米氧化鋯的方法，屬于納米功能材料制備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種納米氧化鋯的制備方法以及得到的納米氧化鋯在陶瓷材料中的應(yīng)用。
【背景技術(shù)】
[0002]氧化鋯具有熔點(diǎn)高、耐腐蝕、抗氧化、高溫蒸氣壓低、良好的粒子電導(dǎo)率等物理化學(xué)性質(zhì)，在多個領(lǐng)域都有廣泛的使用，特別是在結(jié)構(gòu)和功能陶瓷材料方面應(yīng)用廣泛。納米級氧化鋯因其具有優(yōu)異的物理和化學(xué)性質(zhì)，而受到研究者高度關(guān)注。一般認(rèn)為，優(yōu)良的納米氧化鋯粉體應(yīng)該具備晶形完整、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、顆粒分布均勻、比表面積大、無團(tuán)聚等特征。
[0003]傳統(tǒng)的制備氧化鋯的方法包括球磨法、沉淀法、水熱法、溶膠-凝膠法等，概括起來分為固相法和液相法兩類。固相法操作簡單，制備條件易于控制，容易進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，但能耗大，制備的產(chǎn)品顆粒大，顆粒形貌難以控制，產(chǎn)品批次重復(fù)性差；液相法是將可溶性原料進(jìn)行充分混合后反應(yīng)，可制備出均勻一致、粒徑可控的產(chǎn)品，一直是制備納米顆粒的重要方法，并且在摻雜過程中，可使摻雜原子均勻地分布到晶體結(jié)構(gòu)中去，以得到均一、高性能的氧化鋯粉體材料。但液相法對反應(yīng)設(shè)備要求苛刻，且需要昂貴的反應(yīng)試劑和復(fù)雜的反應(yīng)過程，生產(chǎn)成本較高，另外，一般的制備方法生產(chǎn)周期長，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0004]隨著研究的深入，在傳統(tǒng)的制備方法基礎(chǔ)上，研究者們開發(fā)了微乳液法、噴霧熱分解法、超臨界合成法、氣相法等一系列氧化鋯超細(xì)粉末制備方法。但仍然有各自的問題，比如，氣相法對設(shè)備條件要求很高，原料昂貴，反應(yīng)條件不易控制等缺點(diǎn)限制了工業(yè)化推廣?，F(xiàn)關(guān)于制備納米氧化鋯方面的專利存在的問題或不足之處有: [0005]中國專利CN1477060A公開了一種將環(huán)己烷、曲拉通-100、正己烷按比例充分混合成透明乳液，再在上述乳液中分別增溶摻釔的氧氯化鋯反應(yīng)液和氨水，將獲得的氧氯化鋯微乳液體系和氨水微乳液充分混合反應(yīng)的方法。最終獲得粒徑為30-55nm的100%四方向球形氧化鋯粉體。該方法所產(chǎn)生的顆粒大小可控且分布較均勻，但是大量使用有機(jī)溶劑不但提高了反應(yīng)的成本，也產(chǎn)生了有機(jī)廢水后處理問題，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。
[0006]中國專利CN101698509公開了一種改進(jìn)的共沉淀法，其特征是將摻釔的氧氯化鋯和氨水經(jīng)高壓噴射混合反應(yīng)，制得原始粒徑為40-50nm，d50為0.3-0.4 μ m,含量為99.9%的納米氧化鋯產(chǎn)品。該方法改善了傳統(tǒng)沉淀法微觀混合和速率不均勻的缺陷，但是高壓反應(yīng)環(huán)境及后續(xù)噴霧干燥過程，提高了對反應(yīng)設(shè)備的要求，增加了反應(yīng)成本。
[0007]中國專利CN1636932A提出了微波水熱合成納米氧化鋯的方法，較傳統(tǒng)水熱法和常規(guī)化學(xué)合成具有反應(yīng)溫度更低，反應(yīng)時間更短的優(yōu)點(diǎn)，制備的粉體粒徑分布窄、分散性好、團(tuán)聚少，但是該方法設(shè)備投資大，工藝流程復(fù)雜，工藝參數(shù)較難控制。
[0008]中國專利CN102040379A采用無機(jī)酸為原料的溶膠凝膠法，制備固相含量調(diào)節(jié)寬，膠體性質(zhì)穩(wěn)定的前驅(qū)體，但是該方法采用恒溫濃縮，反應(yīng)時間長，能耗大，不利于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0009]中國專利CN102311264A涉及一種環(huán)保節(jié)能的納米氧化錯制備方法,其特征是在氧化鋯氧化釔和純水混合液當(dāng)中添加羧甲基纖維素，攪拌3-5個小時生成均勻膠體再與氫氧化鈉溶液攪拌反應(yīng)4-8小時,生成顆粒均勻細(xì)膩,粉體粒徑50-80nm的納米氧化錯材料。但是，該方法反應(yīng)時間長，大分子量的羧甲基纖維素加入量大，工業(yè)化難度大。
[0010]綜上所述，在迄今所知的制備方法中，都難以得到純度高、粒徑小且形狀均一，無團(tuán)聚并易于工業(yè)化生產(chǎn)的納米氧化鋯制備方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]針對上述情況，本發(fā)明提供了一種新型的納米氧化鋯的制備方法。制備出的納米氧化鋯可通過超重力水平來調(diào)控納米前軀體粒徑大小從而得到所需的粒徑。并利用微波程序升溫煅燒納米前驅(qū)體，制備的納米氧化鋯平均粒徑約為10-20nm，粒徑分布窄，結(jié)晶度高且晶型完整。
[0012]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了以下技術(shù)方案:
[0013]I) 一種納米氧化鋯的制備方法:包括
[0014]在超重力環(huán)境下，制備納米氧化鋯的前軀體；然后采用微波煅燒所述納米氧化鋯的前驅(qū)體，從而制備得到所述納米氧化鋯。本發(fā)明的納米氧化鋯為四方相結(jié)構(gòu)納米氧化鋯。
[0015]2)在本發(fā)明的制備方法的第I)項(xiàng)的一個實(shí)施方式中，所述納米前軀體在超重力場環(huán)境下以氣-液(G-L)反應(yīng)或液-液(L-L)反應(yīng)方法制備得到。
[0016]3)在本發(fā)明的制備方法的第I)或第2)項(xiàng)的一個實(shí)施方式中，所述超重力場環(huán)境由超重力場反應(yīng)器提供，所述超重力場反應(yīng)器為旋轉(zhuǎn)填充床(RPB)或螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床(RBHC)0也可為其它形式的超重力反應(yīng)裝置。
[0017]4)在本發(fā)明的 制備方法的第3)項(xiàng)的一個實(shí)施方式中，通過控制所述超重力場反應(yīng)器的旋轉(zhuǎn)速度來控制所述納米氧化鋯的前驅(qū)體的顆粒尺寸。旋轉(zhuǎn)速度越大，超重力水平越高。通過調(diào)整超重力水平的高低可以調(diào)控微觀混合均勻程度和傳質(zhì)系數(shù)的大小。轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速越快，制備的納米顆粒尺寸越小。
[0018]5)在本發(fā)明的制備方法的第4)項(xiàng)的一個實(shí)施方式中，所述超重力場反應(yīng)器的旋轉(zhuǎn)速度為 400-1500rpm。
[0019]6)在本發(fā)明的制備方法的第I)-第5)項(xiàng)中任一項(xiàng)的一個實(shí)施方式中，所述微波煅燒的煅燒溫度為400-800°C，所述微波煅燒的煅燒時間為l_6h。
[0020]7)在本發(fā)明的制備方法的第I)-第6)項(xiàng)中任一項(xiàng)的一個實(shí)施方式中，所述納米氧化鋯的前驅(qū)體的制備方法包括:
[0021]i)氧氯化鋯和硝酸釔混合配成Zr4+離子濃度為0.1-2.0mol/L的反應(yīng)液，然后在所述反應(yīng)液中加入分散劑；
[0022]ii)將沉淀劑在超重力場中循環(huán)，然后將所述加入了分散劑的反應(yīng)液加入重力場中，反應(yīng)得到的沉淀物即為所述納米氧化鋯的前驅(qū)體。
[0023]8)在本發(fā)明的制備方法的第7)項(xiàng)的一個實(shí)施方式中，所述沉淀劑為氨水。
[0024]9)在本發(fā)明的制備方法的第8)項(xiàng)的一個實(shí)施方式中，所述反應(yīng)液的Zr4+離子與氨水的摩爾比為1:2_12。
[0025]10) 一種本發(fā)明第I)-第9)項(xiàng)中任一項(xiàng)所述的制備方法制備的納米氧化鋯在陶瓷材料中的應(yīng)用。[0026]本發(fā)明的制備方法的詳細(xì)描述如下:
[0027]I)將氧氯化鋯和硝酸釔均勻混合，配成Zr4+離子濃度為0.1-2.0mol/L的反應(yīng)液，并加入分散劑，將沉淀劑氨水在超重力場中循環(huán)，控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速在400-1500rpm，按摩爾配比反應(yīng)液:氨水1:2-12滴加反應(yīng)液，反應(yīng)后溶液pH控制在8_12。
[0028]2)將步驟I)所得沉淀懸浮液在80°C老化l_3h，水洗去掉Cr后乙醇乳化。
[0029]3)將步驟2)所得濕濾餅在80°C下鼓風(fēng)干燥12h，得到納米氧化鋯的前軀體。
[0030]4)將步驟3)所得前軀體置于微波場中，分別在400-800°C下煅燒l_6h得到白色的氧化鋯粉末，其平均顆粒尺寸在20nm以內(nèi)。
[0031]本發(fā)明利用超重力場來制備納米氧化鋯的前驅(qū)體。超重力場能夠極大地強(qiáng)化微觀混合和傳遞過程，使釔和鋯快速均勻共沉淀形成超細(xì)粒徑范圍的納米氧化鋯前驅(qū)體，同時通過調(diào)節(jié)超重力轉(zhuǎn)速可以控制前驅(qū)體粒徑大小；現(xiàn)有技術(shù)大多利用超重力場直接沉淀反應(yīng)制備氫氧化物顆?；蛘呦鄳?yīng)鹽類產(chǎn)品，而納米氧化鋯需要將超重力共沉淀反應(yīng)制備的粒徑可控的水合鋯前驅(qū)體進(jìn)一步煅燒轉(zhuǎn)晶形成具有完整晶型結(jié)構(gòu)的納米氧化物產(chǎn)品；本發(fā)明利用超重力場與微波場集成技術(shù)是制備納米氧化鋯的突出特點(diǎn)。
[0032]本發(fā)明利用微波煅燒前驅(qū)體得到納米氧化鋯。微波加熱不同于普通加熱，普通煅燒方法是熱能通過傳導(dǎo)方式由試樣表面向中心部分傳遞，使試樣表面溫度高于內(nèi)部。對于微波煅燒，試樣內(nèi)部和表面具有同等吸收微波的能力，試樣內(nèi)外能同時被均勻加熱。試樣內(nèi)部的溫度梯度小，可使物質(zhì)內(nèi)部熱應(yīng)力減至最小，這樣可以阻止顆粒的團(tuán)聚。且微波加熱要比常規(guī)加熱快，節(jié)約能源，而且無污染。
[0033]綜上所述，本發(fā)明具有如下的有益效果:
[0034]1、可提供一種 制備四方相型納米氧化鋯的方法，克服了傳統(tǒng)技術(shù)制備納米氧化鋯的粒徑分布不均，易團(tuán)聚，晶相純度低，結(jié)晶度不高等缺點(diǎn)，可制備出納米氧化鋯平均粒徑為10-20nm，粒徑分布窄，結(jié)晶度高且晶型完整。
[0035]2、可通過調(diào)控制備納米前驅(qū)體粒徑的大小，從而制備出所需粒徑的納米四方相結(jié)
構(gòu)氧化鋯。
[0036]3、利用微波煅燒制備納米氧化鋯，工序簡單易行，生產(chǎn)周期短，且產(chǎn)物粒度均勻，結(jié)晶度高，可快速批量生產(chǎn)納米四方相結(jié)構(gòu)氧化鋯。
[0037]4、利用本發(fā)明制備的四方相晶型的納米氧化鋯使用在陶瓷材料中，可大大提高陶瓷材料的韌性和強(qiáng)度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為實(shí)施例1中制備的納米氧化鋯的XRD圖。
[0039]圖2為實(shí)施例1中制備的納米氧化鋯的TEM圖。
[0040]圖3為對比例I中常重力場中制備的納米氧化鋯的TEM圖。
[0041]圖4為對比例2中普通煅燒制備的納米氧化鋯的TEM圖。
[0042]圖5為實(shí)施例7中制備的納米氧化鋯的TEM圖。
[0043]圖6為實(shí)施例8中制備的納米氧化鋯的TEM圖。
[0044]圖7為實(shí)施例1、4、5、6中微波煅燒不同溫度下的納米氧化鋯的XRD圖。
[0045]圖8為實(shí)施例1、2和3的中微波煅燒不同時間下的納米氧化鋯的XRD圖。[0046]圖9為實(shí)施例1和對比例2的不同煅燒方式下的納米氧化鋯的XRD圖。
【具體實(shí)施方式】
[0047]以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明的納米氧化鋯結(jié)構(gòu)及其制備方法詳細(xì)說明如下，但本發(fā)明的范圍并不僅限于以下實(shí)施例。
[0048]實(shí)施例1
[0049]將氧氯化鋯和硝酸釔混合配成Zr4+離子濃度為2.0mol/L的反應(yīng)液，并加入分散齊U，使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場，將沉淀劑氨水在超重力場中循環(huán)，控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為900rpm,按摩爾配比反應(yīng)液:氨水=1:10滴加反應(yīng)液,反應(yīng)后溶液PH控制在10。將所得沉淀懸浮液在80°C老化2h，水洗去掉Cl—后乙醇乳化得到的濕濾餅在80°C下鼓風(fēng)干燥12h，得到氧化鋯的前軀體。將所得前軀體研磨后置于微波馬弗爐中，20°C/min程序升溫至600°C煅燒2h得到納米氧化鋯。前驅(qū)體及產(chǎn)品的性能由XRD (如圖1)和TEM檢測結(jié)果(如圖2)可知，所得產(chǎn)品晶型完整，結(jié)晶度高，粒度均勻，無團(tuán)聚，粒徑為 8-lOnm。
[0050]實(shí)施例2 (微波4h)
[0051]將氧氯化鋯和硝酸釔混合配成Zr4+離子濃度為0.lmol/L,并加入一定量分散劑的反應(yīng)液，使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場，沉淀劑氨水在超重力場中循環(huán)，控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為900rpm,按摩爾配比反應(yīng)液:氨水=1:8滴加反應(yīng)液,反應(yīng)后溶液pH控制在10左右。將所得沉淀懸浮液在80°C老化2h，水洗去掉Cl—后乙醇乳化得到的濕濾餅在80°C下鼓風(fēng)干燥12h，得到氧化鋯的前軀體。將所得前軀體研磨后置于微波馬弗爐中，20°C /min程序升溫至600°C煅燒4h得到納米氧化鋯，粒徑為10_12nm。
[0052]實(shí)施例3 (微 波6h)
[0053]將氧氯化鋯和硝酸釔按照混合配成Zr4+離子濃度為1.0mol/L,并加入一定量分散劑的反應(yīng)液，使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場，沉淀劑氨水在超重力場中循環(huán)，控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為IOOOrpm，按摩爾配比反應(yīng)液:氨水=1:12滴加反應(yīng)液，反應(yīng)后溶液PH控制在10左右。將所得沉淀懸浮液在80°C老化2h，水洗去掉Cl—后乙醇乳化得到的濕濾餅在80°C下鼓風(fēng)干燥12h，得到氧化鋯的前軀體。將所得前軀體研磨后置于微波馬弗爐中，20°C /min程序升溫至600°C煅燒6h得到納米氧化鋯，粒徑為8_10nm。
[0054]實(shí)施例4 (微波400°C)
[0055]將氧氯化鋯和硝酸釔混合配成Zr4+離子濃度為1.2mol/L,并加入一定量分散劑的反應(yīng)液，使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場，沉淀劑氨水在超重力場中循環(huán)，控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為400rpm，按摩爾配比反應(yīng)液:氨水=1:2滴加反應(yīng)液，反應(yīng)后溶液pH控制在10左右。將所得沉淀懸浮液在80°C老化2h，水洗去掉Cl—后乙醇乳化得到的濕濾餅在80°C下鼓風(fēng)干燥12h，得到氧化鋯的前軀體。將所得前軀體研磨后置于微波馬弗爐中，20°C /min程序升溫至400°C煅燒2h得到納米氧化鋯，粒徑為10_12nm。
[0056]實(shí)施例5 (微波500°C )
[0057]將氧氯化鋯和硝酸釔混合配成Zr4+離子濃度為2.0mol/L,并加入一定量分散劑的反應(yīng)液，使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場，沉淀劑氨水在超重力場中循環(huán)，控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為900rpm，按摩爾配比反應(yīng)液:氨水=1:12滴加反應(yīng)液，反應(yīng)后溶液PH控制在10左右。將所得沉淀懸浮液在80°C老化2h，水洗去掉Cl—后乙醇乳化得到的濕濾餅在80°C下鼓風(fēng)干燥12h，得到氧化鋯的前軀體。將所得前軀體研磨后置于微波馬弗爐中，20°C /min程序升溫至500°C煅燒2h得到納米氧化鋯，粒徑為10_12nm。
[0058]實(shí)施例6 (微波700°C)
[0059]將氧氯化鋯和硝酸釔混合配成Zr4+離子濃度為2.0mol/L,并加入一定量分散劑的反應(yīng)液，使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場，沉淀劑氨水在超重力場中循環(huán)，控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為900rpm,按摩爾配比反應(yīng)液:氨水=1:8滴加反應(yīng)液,反應(yīng)后溶液pH控制在10左右。將所得沉淀懸浮液在80°C老化2h，水洗去掉Cl—后乙醇乳化得到的濕濾餅在80°C下鼓風(fēng)干燥12h，得到氧化鋯的前軀體。將所得前軀體研磨后置于微波馬弗爐中，20°C /min程序升溫至700°C煅燒2h得到納米氧化鋯，粒徑為10_15nm。
[0060]實(shí)施例7 (轉(zhuǎn)速700rpm)
[0061]將氧氯化鋯和硝酸釔混合配成Zr4+離子濃度為2.0mol/L,并加入一定量分散劑的反應(yīng)液，使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場，沉淀劑氨水在超重力場中循環(huán)，控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為700rpm，按摩爾配比反應(yīng)液:氨水=1:2滴加反應(yīng)液，反應(yīng)后溶液pH控制在10左右。將所得沉淀懸浮液在80°C老化2h，水洗去掉Cl—后乙醇乳化得到的濕濾餅在80°C下鼓風(fēng)干燥12h，得到氧化鋯的前軀體。將所得前軀體研磨后置于微波馬弗爐中，20°C/min程序升溫至600°C煅燒2h得到納米氧化鋯，粒徑為10_12nm。最終產(chǎn)品性能由TEM檢測分析(見圖5)。
[0062]實(shí)施例8 (轉(zhuǎn)速500rpm)
[0063]將氧氯化鋯和硝酸釔混合配成Zr4+離子濃度為2.0mol/L,并加入一定量分散劑的反應(yīng)液，使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場，沉淀劑氨水在超重力場中循環(huán)，控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子 轉(zhuǎn)速為500rpm，按摩爾配比反應(yīng)液:氨水=1:12滴加反應(yīng)液，反應(yīng)后溶液PH控制在10左右。將所得沉淀懸浮液在80°C老化2h，水洗去掉Cl—后乙醇乳化得到的濕濾餅在80°C下鼓風(fēng)干燥12h，得到氧化鋯的前軀體。將所得前軀體研磨后置于微波馬弗爐中，20°C /min程序升溫至600°C煅燒2h得到納米氧化鋯，粒徑為10_15nm。最終產(chǎn)品性能由TEM檢測分析(見圖6)。
[0064]對比例I (常重力)
[0065]將氧氯化鋯和硝酸釔混合配成Zr4+離子濃度為2.0mol/L的反應(yīng)液，并加入一定量分散劑，將沉淀劑氨水加入到三口燒瓶中并攪拌(即在常重力環(huán)境中)，按質(zhì)量配比反應(yīng)液:氨水=1:12滴加配制的反應(yīng)液，充分反應(yīng)后溶液終點(diǎn)pH控制在8，得到氧化鋯前驅(qū)體沉淀。將所得沉淀懸浮液在80°C老化2h，水洗去掉Cl—后乙醇乳化得到的濕濾餅在80°C下鼓風(fēng)干燥12h，得到氧化鋯的前軀體。將所得前軀體研磨后置于微波馬弗爐中，20°C /min程序升溫至600°C煅燒2h得到納米氧化鋯。產(chǎn)品的性能由TEM檢測分析(圖3)可知，所得產(chǎn)品氧化鋯粉體粒徑分布不均勻，平均粒徑在50nm，有明顯團(tuán)聚現(xiàn)象。
[0066]對比例2 (普通馬弗爐)
[0067]將氧氯化鋯和硝酸釔混合配成Zr4+離子濃度為2.0mol/L的反應(yīng)液，并加入一定量分散劑，使用螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床超重力反應(yīng)器產(chǎn)生超重力場，沉淀劑氨水在超重力場中循環(huán)，控制超重力反應(yīng)器轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速為400rpm,按質(zhì)量配比反應(yīng)液:氨水=1:6滴加反應(yīng)液,反應(yīng)后溶液pH控制在12。將所得沉淀懸浮液在80°C老化2h，水洗去掉Cl—后乙醇乳化得到的濕濾餅在80°C下鼓風(fēng)干燥12h，得到氧化鋯的前軀體。將所得前軀體研磨后置于普通馬弗爐中，升溫至600°C煅燒4h得到納米氧化鋯，粒徑約為20nm。最終產(chǎn)品性能用由XRD(如圖9)和TEM (如圖4)檢測分析。
[0068]由實(shí)施例1、對比例I的樣品TEM檢測結(jié)果進(jìn)行比較見附圖2、3?？芍?，超重力場較常規(guī)重力場能降低產(chǎn)品粒度，明顯降低產(chǎn)品團(tuán)聚程度。
[0069]由實(shí)施例1、7和8的樣品TEM檢測結(jié)果進(jìn)行比較見附圖2、5、6可知，超重力場能實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品粒徑可控。
[0070]由實(shí)施例1、4、5、6的樣品檢測結(jié)果進(jìn)行比較見附圖7，可知400°C煅燒溫度過低，晶型還未形成，500°C時四方相晶型已經(jīng)形成，600°C時四方相特征峰較尖銳，繼續(xù)升高溫度峰型尖銳程度增加，并無雜峰，但是在600°C微波煅燒條件下，產(chǎn)品晶型完好，無雜質(zhì)峰的存在。由此可知，煅燒溫度對晶形的影響很大，要獲得晶相很好的納米氧化鋯，并考慮節(jié)約能源，煅燒溫度選為600°C較好。
[0071]由實(shí)施例1、2和3的樣品XRD檢測結(jié)果進(jìn)行比較見附圖8，可知，不同煅燒時間下，產(chǎn)品衍射峰位置不變，且無雜質(zhì)峰，從而可知微波煅燒時間對晶形的影響不大。
[0072]由實(shí)施例1和對比例2的樣品XRD檢測結(jié)果進(jìn)行比較見圖9，由此可以說明微波加
熱可達(dá)到1?的結(jié)晶 度。
【權(quán)利要求】
1.一種納米氧化鋯的制備方法:包括: 在超重力環(huán)境下，制備納米氧化鋯的前軀體；然后采用微波煅燒所述納米氧化鋯的前驅(qū)體，從而制備得到所述納米氧化鋯。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述納米前軀體在超重力場環(huán)境下以氣-液反應(yīng)或液-液反應(yīng)方法制備得到。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的制備方法，其特征在于，所述超重力場環(huán)境由超重力場反應(yīng)器提供，所述超重力場反應(yīng)器為旋轉(zhuǎn)填充床或螺旋通道型旋轉(zhuǎn)床。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制備方法，其特征在于，通過控制所述超重力場反應(yīng)器的旋轉(zhuǎn)速度來控制所述納米氧化鋯的前驅(qū)體的顆粒尺寸。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述超重力場反應(yīng)器的旋轉(zhuǎn)速度為400-1500rpmo
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述微波煅燒的煅燒溫度為400-800°C，所述微波煅燒的煅燒時間為l_6h。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6中任一項(xiàng)所述的制備方法，其特征在于，所述納米氧化鋯的前驅(qū)體的制備方法包括: i)將氧氯化鋯和硝酸釔混合配成Zr4+離子濃度為0.1-2.0mol/L的反應(yīng)液，然后在所述反應(yīng)液中加入分散劑； ii)將沉淀劑在超重力場中循環(huán)，然后將所述加入了分散劑的反應(yīng)液加入重力場中，反應(yīng)得到的沉淀物即為所述納米氧化鋯的前驅(qū)體。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述沉淀劑為氨水。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述反應(yīng)液的Zr4+離子與氨水的摩爾比為1:2-12。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求1-9任一項(xiàng)所述的制備方法制備的納米氧化鋯在陶瓷材料中的應(yīng)用。
【文檔編號】C01G25/02GK103435097SQ201310351992
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年8月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月13日
【發(fā)明者】周繼承, 劉思維, 劉瑞星 申請人:湘潭大學(xué)