[发明专利]一种Gd2O3、Yb2O3改性的YSZ纳米粉末材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种Gd2O3、Yb2O3改性的YSZ纳米粉末材料及其制备方法，该YSZ纳米粉末材料的制备方法包括：先通过多组元共沉淀制得以Gd2O3纳米粉末、Yb2O3纳米粉末为内核的包覆型前驱体，然后对清洗干净的包覆型前驱体进行超声雾化，再送入感应等离子束流的超高温热源中快速反应，即可生成Gd2O3、Yb2O3改性的YSZ纳米粉末材料。本发明可以使YSZ材料分子的平均自由程减小、降低材料的导热系数，并使YSZ材料的相结构更加稳定，提升材料电学和光学性能在高于1100℃高温时的稳定性，而其制备方法能够有效避免多组元共沉淀均匀性差、粒度控制能力差、工艺流程过于复杂、生产效率低等问题技术。

主权项

1.一种Gd2O3、Yb2O3改性的YSZ纳米粉末材料的制备方法，其特征在于，包括：步骤1、将Gd2O3纳米粉末、Yb2O3纳米粉末加入到水中得到第一混合液，然后加入占第一混合液总质量0.2～5％的聚乙二醇，并混合均匀，从而得到第一悬浮液；其中，Gd2O3纳米粉末与Yb2O3纳米粉末的质量比为1:1～3:1或1:1～1:3；Gd2O3纳米粉末和Yb2O3纳米粉末的一次颗粒度均为5～15nm；步骤2、将锆盐的水溶液、钇盐的水溶液与所述第一悬浮液混合在一起，从而得到第二混合液，然后加入占第二混合液总质量0.2～5％的聚乙二醇，并混合均匀，从而得到第三混合液；其中，锆盐与钇盐的摩尔比为1:7～1:19，Gd2O3纳米粉末和Yb2O3纳米粉末的总摩尔数与锆盐的摩尔比为1:5～1:23.5；步骤3、以60～240r/min的转速对所述第三混合液进行持续高速搅拌，同时向所述第三混合液中加入碱液，使所述第三混合液的pH值调节至8～11，所述第三混合液中不断生成白色沉淀，当所述第三混合液中的白色沉淀不再增加时，向所述第三混合液中加入K2CO3催化剂，并以60～240r/min的转速继续高速搅拌4小时，从而得到以Gd2O3纳米粉末、Yb2O3纳米粉末为内核的包覆型前驱体；步骤4、对所述包覆型前驱体进行洗涤，直至采用硝酸银检测不到氯离子为止，然后进行除水压滤，从而得到前驱体滤饼；步骤5、将所述前驱体滤饼与预定介质按照质量比1:0.4～1:5进行混合，并加入聚乙二醇，得到前驱体悬浮液；然后将该前驱体悬浮液以0.1～15Kg/h的输送速度送入超声雾化喷头进行超声雾化，超声雾化喷头的频率为0～2.4MHz，再采用感应线圈激发的感应等离子束流作为超高温热源，将雾化后前驱体悬浮液利用气压为0.1～1.2MPa的惰性气体送入温度为8000～12000℃的超高温热源中进行快速反应，从而制得粉末粒度范围为30nm～105μm为Gd2O3、Yb2O3改性的YSZ纳米粉末材料。