[发明专利]利用共沉淀法合成粉体制备钛酸钇透明陶瓷的方法

说明书

本发明涉及利用共沉淀法合成粉体制备钛酸钇透明陶瓷的方法，包括：将Y源溶液和Ti源溶液混合得到混合溶液，混合溶液中Y与Ti的摩尔比为1：1；将混合溶液以3mL/分钟以下的速度滴加到沉淀剂溶液中并不断搅拌，经陈化、过滤得到的钛酸钇前驱体沉淀物；将钛酸钇前驱体沉淀物烘干，于800℃～1000℃煅烧1～5小时，得到钛酸钇粉体；将钛酸钇粉体研磨后，压制成型得到坯体；以及将坯体于800～1200℃预烧2～5小时后，在真空条件下于1400～1600℃烧结4～10小时，经退火得到钛酸钇透明陶瓷。本发明获得粉体粒径小且分布均匀，具有较高烧结活性，在较低的温度下烧结制备钛酸钇透明陶瓷，操作简单，能耗小。

技术领域

本发明涉及一种利用共沉淀法合成粉体制备新型钛酸钇透明陶瓷的方法，属于透明陶瓷的制备技术领域。

背景技术

透明陶瓷兼有陶瓷材料的高强度、高绝缘、耐高温、耐腐蚀等特性和玻璃材料的光学性能，其应用领域非常广泛。

钛酸钇(Y₂Ti₂O₇)属于立方晶系，具有烧绿石结构。Y₂Ti₂O₇具有高的化学稳定性、高熔点、低导热系数、高离子导电性、耐辐射损伤等，可以广泛应用于热障涂层、固体氧化物燃料电池、核废料处理等方面。同时Y₂Ti₂O₇透明陶瓷具有高的折射率(2)，使其在相机镜头等光学元件上获得应用，可减小镜头的厚度和尺寸，实现器件的小型化、高成像质量和大视角。与Y₂Ti₂O₇单晶相比，Y₂Ti₂O₇透明陶瓷制备工艺简单，成本较低，能够实现高浓度掺杂，且能够根据器件应用要求制成所需尺寸和形状。

2010年，美国专利US7710656[Ulrich Peuchert,Yvonne Menke.Optoceramics,optical elements manufactured thereof and their use as well as imagingoptics.US7710656.2010.]中报道了Y₂Ti₂O₇透明陶瓷，他们采用Y₂O₃和TiO₂为原料，通过真空预烧和热等静压烧结制备Y₂Ti₂O₇透明陶瓷，但并未见到透明陶瓷实物照片及其光学质量的报道，由于采用的固相反应和热等静压烧结方法，操作步骤多，设备要求苛刻而且能耗较高。2016年，YanyanGuo等人[YanyanGuo,DianyuanWang,XinZhao,FangWang.Fabrication,microstructure and upconversion luminescence of Yb³⁺/Ln³⁺(Ln＝Ho,Er,Tm)co-doped Y₂Ti₂O₇ ceramics.Materials Research Bulletin 73(2016)84–89.]采用溶胶凝胶法合成粉体，空气气氛烧结制备了Y₂Ti₂O₇半透明陶瓷，但烧结温度很低，制备的陶瓷致密性低，内部大量的气孔导致透明性很低，不能满足其在光学元件等领域的应用。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种利用共沉淀法合成粉体制备钛酸钇透明陶瓷的方法。

在此，本发明提供一种钛酸钇透明陶瓷的制备方法，该制备方法包括：将Y源溶液和Ti源溶液混合得到混合溶液，所述混合溶液中Y与Ti的摩尔比为1：1；

将所述混合溶液以3mL/分钟以下的速度滴加到沉淀剂溶液中并不断搅拌，经陈化、过滤得到的钛酸钇前驱体沉淀物；