[发明专利]一种新型稀土Ln-Sialon单晶体及其制备方法

权利要求书

1.一种新型稀土Ln-Sialon单晶体的制备方法，其特征在于：以镧系稀土元素的单质Ln或者化合物Ln₂O₃、LnN和LnX₃(其中X选自卤素F、Cl、Br和I，Ln为选自稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu)，Si、Si₃N₄和SiO₂，以及Al、AlN和Al₂O₃为原料，也可以选择添加过渡金属(Fe/Co/Ni/Cu/Ag/Au)及含过渡金属的化合物为催化剂，在非氧化性气氛下，温度1400℃～2500℃，反应时间0.1小时～100小时，制备获得Ln-Sialon单晶体，其化学式为LnSi_6-zAl_1+zO_zN_10-z。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：Ln、Ln₂O₃、LnN和LnX₃中的一种或者几种原料占总配料的质量百分比为0.1％～99％，Si、Si₃N₄和SiO₂中的一种或者几种原料占总配料的质量百分比为0.1％～99％，Al、AlN和Al₂O₃中的一种或者几种原料占总配料的质量百分比为0.1％～99％。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：Ln、Ln₂O₃、LnN和LnX₃中的一种或者几种原料占总配料的质量百分比为0.1％～99％，Si、Si₃N₄和SiO₂中的一种或者几种原料占总配料的质量百分比为0.1％～99％，Al、AlN和Al₂O₃中的一种或者几种原料占总配料的质量百分比为0.1％～99％，在反应体系中添加过渡金属(Fe/Co/Ni/Cu/Ag/Au)或含过渡金属的化合物促进Ln-Sialon单晶体的合成。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的制备方法，其特征在于：在所用原料Ln、Ln₂O₃、LnN和LnX₃中，X选自卤素F、Cl、Br和I，Ln为选自稀土元素La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb和Lu。

5.根据权利要求1～4所述的制备方法，其特征在于：非氧化性气氛可以选用氮气气氛，也可以选用氩气、氖气、氙气、氪气、氡气等惰性气氛，也可以选用惰性气体和氮气的混合气体气氛。

6.根据权利要求1～5所述的制备方法，其特征在于：气氛压力为1Pa～50MPa。

7.根据权利要求1～6所述制备方法合成的Ln-Sialon单晶体，其特征在于：化学成分以一般式LnSi_6-zAl_1+zO_zN_10-z表示，其中，Ln为选自La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu中的1种或者1种以上的元素。

8.根据权利要求7所述的Ln-Sialon单晶体，其特征在于：径向长度为0.1μm～5mm、生长方向长度为1μm～5cm。

9.根据权利要求7～8所述的Ln-Sialon单晶体，其特征在于：呈粒状、针状、板条状和剑状晶形。

10.根据权利要求7～9所述的Ln-Sialon单晶体，其特征在于：呈正交、平行、枝状或放射状生长。