[发明专利]一种晶粒定向硅酸镥陶瓷材料及其制备方法

权利要求书

1.一种晶粒定向硅酸镥陶瓷材料的制备方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

(1)采用溶胶-凝胶法制备硅酸镥前驱体粉末，随后将前驱体粉末在1200℃下空气中煅烧2h得到单一物相的硅酸镥粉体；

(2)将制备的粉体球磨24h后，得到用于注浆成型的水基浆料；

(3)在6T强磁场下，通过注浆成型的方法，得到部分晶粒取向的素坯；

(4)将步骤(3)得到的素坯烧结，得到高度晶粒定向的硅酸镥陶瓷。

2.根据权利要求书1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的硅酸镥前驱体粉末为掺杂了5％Gd的[(Lu_0.95Gd_0.5)_0.995Ce_0.005]₂SiO₅粉体，溶胶凝胶法制备的粉体的中位粒径为615nm。

3.根据权利要求书1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的溶胶-凝胶法为：将一定化学计量比的LuCl₃·6H₂O、GdCl₃·6H₂O和CeCl₃·7H₂O和TEOS(正硅酸乙酯)在异丙醇中搅拌分散，然后加入一定量的环氧丙烷(PPO)，机械搅拌48h，得到硅酸镥溶胶，最后在80℃空气中干燥24h，制成干凝胶，然后将制备的干凝胶在1200℃空气中煅烧2h，得到晶粒相对粗大的硅酸镥粉体。

4.根据权利要求书1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的煅烧过程为从室温3.3℃/min升至700℃，保温1h，然后700℃基础上，2.5℃/min升至1200℃，保温2h，最后自然降温。

5.根据权利要求书1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)包括：使用氧化锆球磨子和球磨罐，无水乙醇为分散介质，将硅酸镥粉体球磨24h，球磨机转速为250r/min；将球磨后的浆料放入干燥箱中，在80℃下干燥24h，再进行二次球磨2h，以去离子水分散介质，制备固体含量为35vol.％的水基浆料，球磨后的粉体中位粒径降低为220nm。

6.根据权利要求书1所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述浆料固含量为35vol.％，在4s^-1的剪切速率下，粘度为58mPa·s。

7.根据权利要求书1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的注浆成型过程为：将体积为2.0ml的浆料注入固定在圆柱形石膏上的透明有机玻璃管中，然后将模具快速转移到强磁场中心进行浆料凝固，40～60min后浆料凝固，得到硅酸镥素坯。

8.根据权利要求书1所述的制备方法，其特征在于，步骤(3)中的强磁场方向与注浆成型方向平行，为垂直向上。

9.根据权利要求书1所述的制备方法，其特征在于，步骤(4)所述的烧结过程为从室温3℃/min升至300℃、再5℃/min升至1200℃，然后1200℃基础上，2.5℃/min升至1550℃～1650℃，保温16h，结束后，2.5℃/min降至1200℃，再3℃/min降至600℃后自然降温。

10.一种晶粒定向硅酸镥陶瓷，其特征在于，所述晶粒定向硅酸镥陶瓷由权利要求1～9中任一项所述的制备方法制备而成。