[发明专利]一种球形空心ZrTiO4

说明书

本发明属于陶瓷技术领域，特别涉及一种球形空心ZrTiO₄陶瓷粉及其制备方法和应用。本发明提供了一种球形空心ZrTiO₄陶瓷粉的制备方法，包括以下步骤：将硼化锆、硼化钛、分散剂、粘结剂和水混合，进行球磨，得到浆料；将所述浆料进行离心雾化处理，得到团聚粉末；将所述团聚粉末依次进行排胶和烧结处理，得到烧结粉；将所述烧结粉进行等离子喷射处理，得到所述球形空心ZrTiO₄陶瓷粉。本发明无需使用多种化学试剂，无需使用模板，直接获得球形且具有中空结构的ZrTiO₄陶瓷粉，保证了产品的高纯度。

技术领域

本发明属于陶瓷技术领域，特别涉及一种球形空心ZrTiO₄陶瓷粉及其制备方法和应用。

背景技术

ZrTiO₄陶瓷具有高的介电常数，在电讯方面介电损耗较低，广泛用于微波通信介质谐振器；此外，由于其断裂韧性高、耐磨性好、导热系数低，该材料也被用作功能陶瓷(如作为湿度传感器中的陶瓷材料)，并广泛应用于高温颜料和功能催化剂领域。此外，催化剂、传感器和生物活性膜材料等领域还对ZrTiO₄陶瓷提出了比表面积大、化学纯度高、成分均匀性好的需求。

ZrTiO₄陶瓷通常通过ZrTiO₄陶瓷粉制备得到。目前，制备ZrTiO₄陶瓷粉需要在1200～1600℃以上的温度条件下长时间加热ZrO₂和TiO₂粉体，通过 ZrO₂和TiO₂反应而获得；为了获得细粒度的高质量ZrTiO₄陶瓷粉，可在较低的加工温度下，采用溶胶-凝胶、共沉淀、水解等方法，但以上方法反应路线复杂，使用多种化学试剂，致使最终制备得到的ZrTiO₄陶瓷粉化学纯度不高；此外，现有中空材料制备过程中一般需要使用模板，但后续煅烧过程中，易产生污染，降低产物的化学纯度，不利于保证并提高中空材料的化学纯度。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种球形空心ZrTiO₄陶瓷粉及其制备方法，本发明提供的球形空心ZrTiO₄陶瓷粉的制备方法工艺简单，无需使用模板，且制得的ZrTiO₄陶瓷粉化学纯度高，具有良好的中空形貌；本发明还提供了球形空心ZrTiO₄陶瓷粉的应用。

为了实现上述发明的目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种球形空心ZrTiO₄陶瓷粉的制备方法，包括以下步骤：

将硼化锆、硼化钛、分散剂、粘结剂和水混合，进行球磨，得到浆料；

将所述浆料进行离心雾化处理，得到团聚粉末；

将所述团聚粉末依次进行排胶和烧结处理，得到烧结粉；

将所述烧结粉进行等离子喷射处理，得到所述球形空心ZrTiO₄陶瓷粉。

优选的，所述硼化锆和硼化钛的摩尔比为1：1；所述分散剂的质量为硼化锆和硼化钛总质量的5～10％；所述粘结剂的质量为硼化锆和硼化钛总质量的5～10％；所述浆料的固含量为20～30％。

优选的，所述硼化锆的粒径为1～5μm；所述硼化钛的粒径为3～5μm。

优选的，所述离心雾化处理的进口温度为200～300℃，出口温度为 100～150℃；所述团聚粉末的粒径为15～45μm。

优选的，所述排胶和烧结处理的背底真空度为10^-5～10^-3Pa。

优选的，所述烧结处理的温度为1400～1500℃，时间为2～4h。