400V即完成非晶向銳鈦礦相的轉(zhuǎn)變并發(fā)生A—R相變，隨著燒結(jié)壓力的增大，金紅石的含量增多，壓力為O時(shí)相轉(zhuǎn)變量為5.3%，相轉(zhuǎn)變量最大可達(dá)到96% (樣品:P=1.5Gpa，T=400°C)。且相變后的晶粒變小(I.25GPa時(shí)40?36歷，1.5GPa時(shí)53?41 nm)。
[0022]實(shí)施例2
(I)納米Ti O2粉末的制備:
①按前驅(qū)體鈦酸四丁酯與無水乙醇體積比為1:2的比例，將前驅(qū)體鈦酸四丁酯與無水乙醇在磁力攪拌下混合后超聲15min作為A液；
②按質(zhì)量百分比濃度為68%的HNO3、去離子水、無水乙醇的體積比為1:3:18的比例將HNO3、去離子水、無水乙醇混合后作為B液；
③將La2O3和Ce(NO3)3.6H20溶于B液，B液中鑭和鈰的濃度均為5 mol%，并利用超聲振蕩器使其完全溶解；
④在磁力攪拌器中，將③中的到的溶液液緩慢滴加入A液后直至PH值為5，之后繼續(xù)攪拌I小時(shí)并超聲15min;將該溶膠在室溫下靜置陳化25小時(shí)，然后放入干燥箱中于70°C下干燥95小時(shí);取出干凝膠在瑪瑙研缽中進(jìn)行研磨。
[0023](3)將所得的納米T12粉末放入內(nèi)壁及墊片有脫模劑的石墨模具中；
(4 )將石墨模具放入熱壓燒結(jié)爐中，600 °C進(jìn)行5h的氣氛(H2)熱壓燒結(jié)，壓力0.5GPa，保溫結(jié)束后降溫過程中，加速氣氛的流通量(350ml/min)，使樣品快速冷卻得到二氧化鈦陶瓷然后隨爐冷卻，得到二氧化鈦陶瓷。
[0024]本發(fā)明制備的鑭、鈰摻雜的二氧化鈦粉末D50=46nm的納米粉，熱壓燒結(jié)在500V已完成非晶向銳鈦礦相的轉(zhuǎn)變并發(fā)生A—R相變，此樣品表明了金紅石相粒徑要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于銳鈦礦相的粒徑(分別為5 4nm，71 nm)，且發(fā)生了 91 %相變(A—R相變)。
[0025]實(shí)施例3 (I)納米Ti O2粉末的制備:
①按前驅(qū)體鈦酸四丁酯與無水乙醇體積比為1:2.1的比例，將前驅(qū)體鈦酸四丁酯與無水乙醇在磁力攪拌下混合后超聲20min作為A液；
②按質(zhì)量百分比濃度為65%的HNO3、去離子水、無水乙醇的體積比為1:3:17的比例將HNO3、去離子水、無水乙醇混合后作為B液；
③將La(NO3)3.6H2(^PFe(N03)3.6H20及尿素(CO(NH2)2)溶于B液，B液中鑭、鐵和氮的濃度均為3 mol%，并利用超聲振蕩器使其完全溶解；
④在磁力攪拌器中，將③中的到的溶液緩慢滴加入A液后直至PH值為5.2，之后繼續(xù)攪拌I小時(shí)并超聲1min;將該溶膠在室溫下靜置陳化30小時(shí)，然后放入干燥箱中于90°C下干燥105小時(shí);取出干凝膠在瑪瑙研缽中進(jìn)行研磨。
[0026](3)將所得的納米T12粉末放入內(nèi)壁及墊片有脫模劑的石墨模具中；
(4)將石墨模具放入熱壓燒結(jié)爐中，700 °C進(jìn)行Ih的氣氛(Ar)熱壓燒結(jié)，壓力1.5Gpa，保溫結(jié)束后降溫過程中，加速氣氛的流通量(400ml/min)，使樣品快速冷卻得到二氧化鈦陶瓷然后隨爐冷卻，得到二氧化鈦陶瓷。
[0027]本發(fā)明制備的鑭、鐵和氮摻雜的二氧化鈦粉末D50=4Inm的納米粉，在熱壓燒結(jié)下400°C即完成一■氧化欽非晶向銳欽礦相的轉(zhuǎn)變，相變?nèi)绾箐J欽礦相和金紅石相的晶粒尺寸分別為:67nm、53nm。且有87%的銳鈦礦相發(fā)生相變轉(zhuǎn)變?yōu)榻鸺t石相。
[0028]實(shí)施例4
(I)納米Ti O2粉末的制備:
①按前驅(qū)體鈦酸四丁酯與無水乙醇體積比為1:2的比例，將前驅(qū)體鈦酸四丁酯與無水乙醇在磁力攪拌下混合后超聲15min作為A液；
②按質(zhì)量百分比濃度為68%的HNO3、去離子水、無水乙醇的體積比為1:3:18的比例將HNO3、去離子水、無水乙醇混合后作為B液；
③將La2O3和Ce(NO3)3.6H20溶于B液，B液中鑭和鈰的濃度均為5 mol%，并利用超聲振蕩器使其完全溶解；
④在磁力攪拌器中，將③中的到的溶液液緩慢滴加入A液后直至PH值為5，之后繼續(xù)攪拌I小時(shí)并超聲15min;將該溶膠在室溫下靜置陳化25小時(shí)，然后放入干燥箱中于70°C下干燥95小時(shí);取出干凝膠在瑪瑙研缽中進(jìn)行研磨。
[0029](3)將所得的納米T12粉末放入內(nèi)壁及墊片有脫模劑的石墨模具中；
(4 )將石墨模具放入熱壓燒結(jié)爐中，600 °C進(jìn)行5h的氣氛(H2)熱壓燒結(jié)，壓力0.5GPa，保溫結(jié)束后降溫過程中，加速氣氛的流通量(400ml/min)，使樣品快速冷卻得到二氧化鈦陶瓷然后隨爐冷卻，得到二氧化鈦陶瓷。
[0030]本發(fā)明制備的鑭、鈰摻雜的二氧化鈦粉末D50=46nm的納米粉，熱壓燒結(jié)在500°C已完成非晶向銳鈦礦相的轉(zhuǎn)變并發(fā)生A—R相變，此樣品表明了金紅石相粒徑要遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于銳鈦礦相的粒徑(分別為53nm，72nm)，且發(fā)生了 93%相變(A—R相變)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種促進(jìn)二氧化鈦相變且抑制晶粒長大的方法，其特征在于，具體包括以下步驟: (1)將所得的納米T12粉末放入內(nèi)壁及墊片有脫模劑的石墨模具中； (2)將石墨模具放入熱壓燒結(jié)爐中，進(jìn)行l(wèi)-7h的氣氛熱壓燒結(jié)，保溫結(jié)束后降溫過程中，加速氣氛的流通量，使樣品快速冷卻得到二氧化鈦陶瓷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)二氧化鈦相變且抑制晶粒長大的方法，其特征在于:熱壓燒結(jié)時(shí)溫度為400-700 °C。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)二氧化鈦相變且抑制晶粒長大的方法，其特征在于:納米T12粉末的粒度為20?lOOnm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)二氧化鈦相變且抑制晶粒長大的方法，其特征在于:所得粉體在熱壓燒結(jié)爐中的壓力不得小于粉末粒徑所對(duì)應(yīng)“閾值” 0.5GPa?2GPa。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)二氧化鈦相變且抑制晶粒長大的方法，其特征在于:所述氣氛為H2、C12和Ar等。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的促進(jìn)二氧化鈦相變且抑制晶粒長大的方法，其特征在于:所述納米T12粉末由以下方法制備得到: (1)按前驅(qū)體鈦酸四丁酯與無水乙醇體積比為1:1.9?2.1的比例，將前驅(qū)體鈦酸四丁酯與無水乙醇在磁力攪拌下混合后超聲10?20min作為A液； (2)按質(zhì)量百分比濃度為65%?70%的HNO3、去離子水、無水乙醇的體積比為1:3:16?18的比例將HNO3、去離子水、無水乙醇混合后作為B液； (3)若有摻雜，將摻雜物溶于B液，并利用超聲振蕩器使其完全溶解； (4)在磁力攪拌器中，將B液緩慢滴加入A液后直至PH值為4.7?5.2，之后繼續(xù)攪拌I小時(shí)并超聲10?20min;將該溶膠在室溫下靜置陳化18?30小時(shí)，然后放入干燥箱中于70?90 °C下干燥85?105小時(shí);取出干凝膠在瑪瑙研缽中進(jìn)行研磨。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種促進(jìn)二氧化鈦相變且抑制晶粒長大的方法，屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明所述方法利用不同的二氧化鈦粉體制備方法制備出摻雜的二氧化鈦粉末；將二氧化鈦粉末加入表面具脫模劑的石墨模具中，之后將石墨模具放入熱壓燒結(jié)爐中，在氣氛中進(jìn)行熱壓燒結(jié)，并且在保溫結(jié)束后降溫過程中，加速氣氛的流通量，使樣品快速冷卻；本發(fā)明降低了二氧化鈦粉末由銳鈦礦相金紅石轉(zhuǎn)變溫度，并有效抑制晶粒的長大。
【IPC分類】C04B35/46, C04B35/645, C04B35/626
【公開號(hào)】CN105645951
【申請(qǐng)?zhí)枴?br>【發(fā)明人】嚴(yán)繼康, 姜貴民, 段志操, 杜景紅, 甘國友, 易健宏
【申請(qǐng)人】昆明理工大學(xué)
【公開日】2016年6月8日
【申請(qǐng)日】2016年1月6日