[发明专利]纳米尺寸陶瓷材料、其合成工艺以及应用

权利要求书

1.合成纳米尺寸陶瓷材料的方法，其特征在于，它是通过爆炸两种油包水(W/O)乳液来进行的，即，第一乳液和含有一系列陶瓷材料前体、并提供温度低于2000℃的爆炸体系的第二乳液，该温度通过状态方程和数值法由乳液的组成和密度确定。

2.权利要求1所述的合成陶瓷材料的方法，其特征在于，第二乳液的前体包含可溶于内部水相的氧化剂、可溶于内部水相的燃料、与外部水相可混溶的燃料和仍是固体的前体，例如金属和金属合金。

3.权利要求1所述的合成陶瓷材料的方法，其特征在于，第二乳液组成的确定包括下列阶段：

a)确定混合物中前体的化学计量；

b)调节爆炸温度。

4.权利要求1所述的合成陶瓷材料的方法，其特征在于，第二(W/O)乳液的pH值是酸性的且低于5。

5.权利要求1所述的合成陶瓷材料的方法，其特征在于，第一乳液具有下列成分：

a)硝酸氨：70-90％；

b)水：5-20％；

c)油：3-10％

d)乳化剂：0.5-2.5％；

e)有机敏化剂：0.2-1％。

6.权利要求1所述的合成陶瓷材料的方法，其特征在于，第一和第二乳液会显示出几种构型，例如但不限于球型、圆柱形、平面和环形构型。

7.权利要求1所述的合成陶瓷材料的方法，其特征在于，爆炸在第一乳液中引发。

8.典型陶瓷材料：

a)二元、三元或更高级结构的氧化物，或

b)非氧化物，例如氮化物、碳化物、氢化物，或

c)复合材料，或

d)固溶体，

其特征在于，它们是根据权利要求1-7所述方法获得的。

9.前述权利要求所述的陶瓷材料，其特征在于，它们显示出：

a)一次颗粒在15-100nm的均匀分布；

b)在各单独的颗粒中高于90％的晶相均一性；

c)低于50nm的微晶尺寸；

d)高于98％理论密度的真实密度；

e)每质量单位5-500m²/g的表面积。

10.前述权利要求所述的陶瓷材料，其特征在于，它们显示出高于99.99％的纯度水平。

11.权利要求8-10中所述的陶瓷材料的用途，其特征在于，它供下述用途使用：

a)用于生物材料和纳米医药领域中的催化系统；

b)生产纳米薄膜，例如作为陶瓷工业中的烧结助剂；或

c)与建筑材料，例如水泥、聚合物、橡胶组合使用，以改变力学、电学、磁性、光学和表面性能。

12.第二油包水(W/O)乳液，其特征在于，它包含作为氧化剂的可溶于内部水相中的前体、可溶于内部水相中的燃料、与外部水相可混溶的燃料和仍是固体的前体，例如金属和金属合金，它的内相的pH值小于3，密度为0.7-1.7g/cm³，且提供反应速率高于4000m/s、爆炸温度低于2000℃的爆炸体系。