[发明专利]一种铬酸稀土基多孔导电高熵陶瓷的制备方法及应用

权利要求书

1.一种铬酸稀土基多孔导电高熵陶瓷材料，其由铬酸稀土基高熵陶瓷粉体制备得到；

所述铬酸稀土基多孔导电高熵陶瓷材料的制备方法，包括如下方案（A）：

将所述铬酸稀土基高熵陶瓷粉体与成孔剂A、水和任选添加或不添加的粘结剂混合研磨，得到的混合物经干燥、压块得到致密的坯体，所述的坯体经烧结，得到所述的铬酸稀土基多孔导电高熵陶瓷材料；

所述成孔剂A为纤维素纳米纤维、纤维素纳米晶和纤维素粉中的至少一种；所述纤维素纳米纤维的直径为4-10 nm，长为1-3 μm；所述纤维素纳米晶的直径为5-20nm，长为50-200nm；所述纤维素粉粒径≤25μm；

所述铬酸稀土基高熵陶瓷粉体与成孔剂A的质量比为1:(0.1-0.5)；

方案（A）中，所述粘结剂为PVP、PVB、聚乙二醇中的至少一种；所述粘结剂与所述铬酸稀土基高熵陶瓷粉体的质量比为(0.01-0.1):1；

方案（A）所述干燥温度为60-90℃，所述的干燥时间为12-24h；

方案（A）所述压块的压力为5-15MPa；所述压块的压制时间为0.5-5min；

方案（A）所述烧结温度为1200-1800℃；保温时间为2-24 h；

或者，所述铬酸稀土基多孔导电高熵陶瓷材料的制备方法，包括如下方案（B）：所述铬酸稀土基高熵陶瓷粉体与成孔剂B形成的胶体经冷冻干燥后，烧结、保温得到所述铬酸稀土基多孔导电高熵陶瓷材料；

所述成孔剂B为三聚氰胺-二硼酸盐微纤维溶胶；

所述铬酸稀土基高熵陶瓷粉体与成孔剂B的摩尔比为1:（0.1-0.5）；

方案（B）中，所述铬酸稀土基高熵陶瓷粉体与成孔剂B混合，加热条件下搅拌形成悬浮液，所述悬浮液自然冷却至室温形成胶体；所述加热的温度为85-95℃，其中所述搅拌为高速搅拌；

方案（B）中，所述冷冻干燥的温度为-40℃--90℃；所述冻干时间为12-72 h；

方案（B）所述烧结温度为1200-1800℃；所述保温时间为2-24 h；

所述的铬酸稀土基高熵陶瓷粉体，化学式为(4RE_0.2AE_0.2)CrO₃；

RE选自钪、钇、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、铒、铥、镱、镥中的4种；

AE选自钙、锶、钡中的1种；

所述铬酸稀土基高熵陶瓷粉体的制备方法，包括以下步骤：

（1-1）将三氧化二铬、RE氧化物和AE氧化物混合后研磨，得到的混合物经过干燥、过筛、压块，得到致密的坯体；

（1-2）将所述坯体经过烧结、保温，得到预处理铬酸稀土基高熵陶瓷；

（1-3）所述铬酸稀土基高熵陶瓷碎样处理后，得到所述高熵陶瓷粉体；

所述RE氧化物选自氧化钪、氧化钇、氧化镧、氧化铈、氧化镨、氧化钕、氧化钐、氧化铕、氧化钆、氧化铽、氧化镝、氧化铒、氧化铥、氧化镱、氧化镥中的至少四种；

所述AE氧化物选自氧化钙、氧化钡或氧化锶中的至少一种；

步骤（1-1）中AE氧化物+RE氧化物中总的金属元素与Cr元素的摩尔比为1:1； RE氧化物中各金属元素与AE氧化物中金属元素的摩尔比为1:1；

或者，所述铬酸稀土基高熵陶瓷粉体的制备方法，包括以下步骤：

（2-1）包含铬盐、AE盐、RE盐、有机螯合剂和分散剂的混合物，加热回流，反应得到铬酸稀土基溶胶；

（2-2）所述溶胶经蒸发、干燥处理，得到铬酸稀土基凝胶；

（2-3）所述铬酸稀土基凝胶研磨后煅烧，得到所述的铬酸稀土基高熵陶瓷粉体；

所述铬盐选自铬的硝酸盐、硫酸盐、氯酸盐及其水合物；

所述AE盐选自AE的硝酸盐、硫酸盐、氯酸盐及其水合物；

所述RE盐选自RE的硝酸盐、硫酸盐、氯酸盐及其水合物；

所述有机螯合剂选自柠檬酸、一水合柠檬酸或草酸中的至少一种；

所述分散剂选自乙二醇、丙二醇、丁二醇、聚乙二醇中的至少一种。

2.根据权利要求1中所述的铬酸稀土基多孔导电高熵陶瓷材料，其特征在于，所述纤维素纳米纤维的直径为4-8 nm，长为1.5-2 μm；所述纤维素纳米晶的直径为8-16nm，长为80-150nm；所述纤维素粉粒径≤15μm。