[发明专利]一种钍基碳化物和/或钍基碳氧化物的陶瓷微球的制备方法

权利要求书

1.一种钍基碳化物和/或钍基碳氧化物的陶瓷微球的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，将硝酸钍溶液滴加到氨水中形成水解溶液，在水解溶液搅拌的情况下加入聚乙烯醇，形成溶胶；利用与水互溶的有机试剂分散碳粉，形成预分散的碳粉；将溶胶加入预分散的碳粉中，形成含碳胶体溶液；

S2，将含碳胶体溶液分散成液滴后依次通过氦气区、氨气区、氨水区，形成凝胶颗粒；

S3，将凝胶颗粒置于浓氨水中陈化，用去离子水洗涤，将洗涤后的凝胶颗粒放于干燥炉中，控制湿度升温干燥，形成干燥后的凝胶颗粒；以及

S4，将干燥后的凝胶颗粒放置于烧结炉中，在真空条件下升温烧结得到陶瓷微球。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S1具体为：将Th(NO₃)₄·6H₂O配制成硝酸钍溶液，升温，将硝酸钍溶液滴加到氨水中形成水解溶液，水解溶液冷却后在搅拌情况下加入聚乙烯醇，形成溶胶；在碳粉中加入与水互溶的有机试剂搅拌或超声，形成预分散的碳粉；将溶胶加入预分散的碳粉，充分搅拌均匀后静置，消除气泡，形成含碳胶体溶液。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，硝酸钍溶液的浓度为1.0～2.0mol/L，硝酸钍溶液在60～80℃的条件下滴加到氨水中水解形成水解溶液，形成的水解溶液的pH为3.0～4.0时达到水解终点。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，与水互溶的有机试剂为乙醇、甲醇或四氢糠醇。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，碳粉的粒径小于20μm，与水互溶的有机试剂在室温下分散碳粉，碳粉与有机试剂的用量在1g/3mL～1g/5mL之间。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，在20～30℃时的搅拌情况下加入80～120g/L的聚乙烯醇溶液，形成溶胶，其中，聚乙烯醇溶液的体积V_pva与水解溶液的体积V_sol之间的比值为10％～20％，25℃的溶胶粘度为15～30mPa·S。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S3具体为：将凝胶颗粒置于浓氨水中陈化，用去离子水洗涤，将洗涤后的凝胶颗粒放于干燥炉中，控制湿度在60％-90％，升温至120℃除去自由水，升温至200℃除去结晶水，形成干燥后的凝胶颗粒。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，凝胶颗粒置于10～15mol/L的浓氨水中陈化8～12h，用小于60℃的去离子水 批次洗涤，首先测量洗涤液的NO₃^-小于10mg/L，再测量洗涤液电导率小于20μS/cm时达到洗涤终点。

9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将洗涤后的凝胶颗粒放置于干燥炉中，升温速率为3～5℃/min，升温程序如下：120℃保温1h，200℃保温2～3h。

10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤S4具体为：将干燥后的凝胶颗粒放置于烧结炉中，升温至1650～2000℃烧结，降温，得到陶瓷微球。

11.根据权利要求10所述的制备方法，其特征在于，烧结真空度小于1×10^-3mbar，升温程序为：室温～600℃，5℃/min，保温1h；然后从600℃起，升温至1650～2000℃之间的任意温度，10℃/min，保温0.5～5h。