,球形度好。
[0060]S400:將經(jīng)過(guò)陳化的凝膠球進(jìn)行洗滌處理,以便獲得經(jīng)過(guò)洗滌的凝膠球。由此,能夠有效去除凝膠球表面的硅油。
[0061]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,步驟S400進(jìn)一步包括:S410:用三氯乙烯連續(xù)洗滌所述經(jīng)過(guò)陳化的凝膠球四次,每次洗滌持續(xù)至少20分鐘;S420:用0.5mol/L的氨水洗滌步驟S410中得到的凝膠球,至洗滌廢液的電導(dǎo)率小于800 μ S/cm ;S430:用去離子水洗滌步驟S420中得到的凝膠球,至洗滌廢液的電導(dǎo)率小于20 μ S/cm ;S440:將步驟S430中得到的凝膠球置于含有去離子水的反應(yīng)釜中,于200°C保溫3h,然后冷卻;S450:用去離子水洗滌步驟S440中得到的凝膠球,至洗滌廢液電導(dǎo)率小于10 μ S/cm ;以及S460:用丙二醇甲醚洗滌步驟S450中得到的凝膠球四次,每次持續(xù)至少20分鐘。發(fā)明人發(fā)現(xiàn),通過(guò)上述步驟,能夠快速高效地清楚凝膠球表面的硅油和其他雜質(zhì),且在洗滌過(guò)程中使用反應(yīng)釜高溫高壓對(duì)凝膠球進(jìn)行洗滌,并采用丙二醇甲醚快速除去凝膠球中的水分,可以加快后續(xù)的干燥過(guò)程,并減少凝膠球的開(kāi)裂現(xiàn)象。
[0062]S500:將所述經(jīng)過(guò)洗滌的凝膠球進(jìn)行干燥處理,以便獲得干燥的凝膠球。
[0063]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,在步驟S500中,于60?80攝氏度下進(jìn)行所述干燥處理至少12小時(shí)。由此,干燥效果較好,干燥效率較高,且獲得的陶瓷微球不易開(kāi)裂。
[0064]S600:將所述干燥的凝膠球進(jìn)行燒結(jié)處理,以便獲得陶瓷微球。
[0065]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,在步驟S600中,于所述干燥的凝膠球的成相溫度下進(jìn)行所述燒結(jié)處理,并且在升溫過(guò)程中分別于所述干燥的凝膠球的吸熱峰和放熱峰對(duì)應(yīng)的溫度保溫I?2小時(shí)。由此,能夠有效獲得需要的陶瓷微球,在吸熱峰和放熱峰對(duì)應(yīng)的溫度進(jìn)行保溫,可以避免放熱或吸熱速度過(guò)快,導(dǎo)致陶瓷微球開(kāi)裂。
[0066]還需要特別說(shuō)明的是,在燒結(jié)過(guò)程中,為了避免凝膠球吸熱或放熱速度過(guò)快,升溫速率盡可能緩慢,由此,可以避免陶瓷微球開(kāi)裂。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例,600°C之前升溫速率保持0.50C /min,600°C以后升溫速率可以為1°C /min。
[0067]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)具體示例,制備氧化鋯陶瓷微球,則燒結(jié)溫度為氧化鋯的成相溫度1350攝氏度,并分別在干燥的氧化鋯凝膠球TG-DSC曲線對(duì)應(yīng)的吸熱/放熱峰對(duì)應(yīng)的溫度470攝氏度、600攝氏度、800攝氏度和1000攝氏度保溫I?2小時(shí)。
[0068]發(fā)明人發(fā)現(xiàn),利用本發(fā)明的該方法,能夠?qū)崿F(xiàn)內(nèi)膠凝過(guò)程膠液在常溫下的制備和儲(chǔ)存,簡(jiǎn)化內(nèi)膠凝過(guò)程制備陶瓷微球的裝置需求,而且常溫下的操作溫度有益于降低生產(chǎn)成本,有利于實(shí)現(xiàn)內(nèi)膠凝工藝制備陶瓷微球的大規(guī)模生產(chǎn),拓展內(nèi)膠凝過(guò)程的應(yīng)用領(lǐng)域。而且本發(fā)明中涉及到的改進(jìn)的內(nèi)膠凝工藝過(guò)程可以制備得到如U、Al、T1、Zr等金屬的氧化物、碳化物和氮化物陶瓷微球,且得到的陶瓷微球球形度好、尺寸均一。
[0069]實(shí)施例1
[0070]2102陶瓷微球的制備:
[0071](I)在室溫下配制含有3mol/L的六次甲基四胺(HMTA)和0.7mol/L的尿素(Urea)的混合液;
[0072](2)配置含有1.6mol/L的ZrO (NO3) 2和0.14mol/L的Y (NO 3) 3的混合液,并向混合液中加入濃硝酸使最終氫離子濃度為1.35mol/L ;
[0073](3)將以上兩種溶液在室溫下靜置lh,然后將含HMTA、Urea的溶液加入到含Zr和Y的溶液中,并且充分混合均勻;配制好的膠液在室溫下保存Ih后用于膠凝分散。最終獲得的膠液中金屬離子的濃度約為0.8?1.lmol/L,HMTA與金屬離子的摩爾比為1.1?1.3,尿素與金屬離子的摩爾比為0.3?0.65,pH值為I?2之間;
[0074](4)使用內(nèi)膠凝工藝的臺(tái)架將膠液分散到85?90°C的硅油中,膠液液滴會(huì)在表面張力的作用下保持球形;
[0075](5)然后將得到的凝膠球繼續(xù)在90 °C的硅油中陳化0.5?I小時(shí);
[0076](6)將得到的陳化過(guò)的微球分別使用三氯乙烯(TCE)連續(xù)洗滌四次,每次洗滌持續(xù)至少20分鐘,接著小球經(jīng)0.5mol/L的氨水洗滌直至洗滌產(chǎn)生的廢液的電導(dǎo)率小于600 μ S/cm,小球再經(jīng)去離子水洗滌,直至洗滌得到的廢液電導(dǎo)率小于10 μ S/cm,然后將小球置于反應(yīng)釜中,加入一定量去離子水,在200°C保溫3h,冷卻后將小球再用去離子水洗滌至廢液電導(dǎo)率小于?ο μ S/cm,最后小球經(jīng)丙二醇甲醚洗滌四次,每次持續(xù)至少20分鐘;
[0077](7)將洗滌得到的小球在室溫下放置lh,然后置于60?80°C的干燥箱中干燥至少12h ;
[0078](8)最后將得到的干球在1350°C燒結(jié)2h得到ZrO2的陶瓷微球。燒結(jié)過(guò)程中升溫盡可能的緩慢,并且分別在470°C、600°C、800°C和1000°C處保溫I?2小時(shí)。
[0079]制備獲得的ZrO2陶瓷微球的光學(xué)顯微鏡照片和表面的掃描電子顯微鏡照片見(jiàn)圖2ο由圖2的結(jié)果可以看出,制備獲得的ZrO2陶瓷微球的尺寸均一,球形度好,表面沒(méi)有開(kāi)
M
O
[0080]實(shí)施例2
[0081]ZrC-ZrO2復(fù)合陶瓷微球的制備
[0082](I)在室溫下配制含有3mol/L的六次甲基四胺(HMTA)和0.7mol/L的尿素(Urea)的混合液,
[0083](2)配置含有1.6mol/L的ZrO (NO3) 2和0.14mol/L的Y (NO 3) 3的混合液,并向混合液中加入濃硝酸使最終氫離子濃度為1.35mol/L ;
[0084](3)將以上兩種溶液在室溫下靜置0.5?lh,然后將含HMTA、Urea的溶液加入到含Zr和Y的溶液中,并且充分混合均勻。將碳粉加入到上述混合液中并加入Triton X-100使碳粉在混合液中的分散均勻、穩(wěn)定。配制好的膠液在室溫下保存0.5?Ih后超聲分散5min用于膠凝分散。最終獲得的膠液中金屬離子的濃度約為0.8?1.lmol/L, HMTA與金屬離子的摩爾比為1.1?1.3,尿素與金屬離子的摩爾比為0.3?0.65,碳粉與鋯離子的摩爾比為0.3?3,pH值為I?2之間;
[0085](4)使用內(nèi)膠凝工藝的臺(tái)架將膠液分散到85?90°C的硅油中,膠液液滴會(huì)在表面張力的作用下保持球形并在熱的硅油中形成凝膠球;
[0086](5)然后將得到的凝膠球繼續(xù)在90 °C的硅油中陳化0.5?I小時(shí);
[0087](6)將得到的陳化過(guò)的微球分別使用三氯乙烯(TCE)連續(xù)洗滌四次,每次洗滌持續(xù)至少20分鐘,接著小球經(jīng)0.5mol/L的氨水洗滌直至洗滌產(chǎn)生的廢液的電導(dǎo)率小于800 μ S/cm,小球再經(jīng)去離子水洗滌,直至洗滌得到的廢液電導(dǎo)率小于20 μ S/cm,然后將小球置于反應(yīng)釜中,加入一定量去離子水,在200°C保溫3h,冷卻后將小球再用去離子水洗滌至廢液電導(dǎo)率小于20 μ S/cm,最后小球經(jīng)丙二醇甲醚洗滌四次,每次持續(xù)至少20分鐘;
[0088](7)將洗滌得到的小球在室溫下放置lh,然后置于60?80°C的干燥箱中干燥至少12h ;
[0089](8)最后將得到的干球在氬氣氣氛下于1550°C燒結(jié)4h得到ZrC-ZrOj^復(fù)合陶瓷微球。燒結(jié)過(guò)程中升溫盡可能的緩慢,并且分別在190°C、320°C、470°C、600°C、800°C和1000°C處