用于透明陶瓷的高活性氧化钇超细粉体合成研究

【摘要】：氧化钇(Y2O3)透明陶瓷是一种用途很广的功能材料,除了作为一种优良的高温红外材料和电子材料,其特有的耐腐蚀性和高温稳定性还使其被广泛作为反应容器或是耐火材料使用。另外,添加Nd3+的Y2O3系透明陶瓷还可以作为激光元件。本实验以市售氧化钇(纯度＞99.99%)、浓盐酸、碳酸氢铵等为原料,采用正向滴定的方法制备氧化钇超细粉体,并以此粉体为原料,在不使用烧结添加剂条件下通过真空烧结制备Y2O3透明陶瓷。论文系统研究了粉体制备过程中,各种工艺参数,如滴定终点pH值,时效时间,硫酸根含量以及煅烧温度等对粉体的形貌及烧结性能的影响。研究表明,滴定终点pH值与时效时间对氧化钇粉体的形貌及烧结性能有显著影响。当滴定终点的pH值为7.0、7.8时,随着时效时间的延长,煅烧后获得的氧化钇粉体颗粒逐渐均匀长大,烧结密度随之增大,但当时效时间超过48h后,粉体烧结密度变化不大。其中,pH值为7.8的样品烧结密度最高。当滴定终点的pH值为8.3时,随着时效时间的延长,粉体颗粒长大明显且呈不规则形状,粉体烧结密度也随之降低。添加适量的(NH4)2SO4可减轻Y2O3超细粉体的团聚,并细化一次颗粒。尤其当SO42-/Y3+的比率为0.1时,可以制备得到具有高烧结活性的Y2O3粉体。此外,800℃煅烧获得的氧化钇粉体中残留较多的非晶体,影响粉体烧结收缩性能,降低烧结致密化程度；1000℃煅烧时可以完全消除非晶态粉体,并获得超细球形粉体颗粒,烧结后致密化程度高。氧化钇粉体制备的最佳工艺参数为：控制滴定终点的pH值为7.8,时效时间为48h,SO42-/Y3+=0.1,1000℃煅烧4h。以上条件制备得到的粉体采用钢模双向压制成型,在1250℃预烧结4h,最后在1700℃下真空烧结4h,可以得到高透明度的Y2O3陶瓷。

【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TB383.3

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