萄糖，充分?jǐn)嚢枞芙夂笤偌尤氚怂妊蹁?ZrOCl2.(8H20))，其中硼原子與鋯原子的摩爾含量之比為4:1，碳原子與鋯原子的摩爾含量之比為7:1，充分?jǐn)嚢枞芙?，得到前軀體溶液，；
[0052](2)將無規(guī)則形貌的ZrB2粉體加入步驟(I)得到的前軀體溶液中，該ZrB2粉體中鋯原子的摩爾含量與前驅(qū)體溶液中鋯原子的摩爾含量之比為1:9，充分?jǐn)嚢韬蟮玫椒稚⒕鶆虻膽腋∫?，然后在懸浮液中逐滴加入環(huán)氧氯丙烷，加入量占懸浮液質(zhì)量的1%，并在30?90°C水浴中充分?jǐn)嚢?，直至凝膠；
[0053](3)將步驟(2)中得到的前驅(qū)體凝膠干燥，并在惰性氣氛保護(hù)下進(jìn)行300°C低溫碳化處理，并保溫24h，以去除硼、碳、鋯、氧元素之外的其余元素，隨后自然冷卻得到含有ZrB2粉體、氧化鋯、氧化硼以及碳的前軀體粉體，其SEM圖類似2 Ca)所示；
[0054](4)將前驅(qū)體粉體在氬氣氣氛保護(hù)下進(jìn)行高溫?zé)釅红褵?，煅燒溫度?800°C，并保溫24h，冷卻后即得到具有柱狀晶粒的ZrB2粉體，其SEM圖類似圖2 (b)所示。
[0055]上述制得的ZrB2粉體的XRD圖譜類似圖1所示，從中可以看出該ZrB2粉體純度較聞。
[0056]上述步驟(3)中得到的ZrB2前軀體粉體與步驟(4)中得到的ZrB2粉體的SEM圖分別類似圖2 (a)與圖2 (b)，可以看出經(jīng)過高溫?zé)釅红褵蟛糠諾rB2粉體都轉(zhuǎn)化為長柱狀晶形。
[0057]實(shí)施例3:
[0058]本實(shí)施例中，ZrB2粉體的制備方法如下:
[0059](I)配制質(zhì)量百分比濃度為40%的白蛋白水溶液200ml，在酚醛樹脂水溶液中依次加入硼酸與蔗糖，充分?jǐn)嚢枞芙夂笤偌尤氚怂妊蹁?ZrOCl2.(8H20))，其中硼原子與鋯原子的摩爾含量之比為5:1，碳原子與鋯原子的摩爾含量之比為6:1，充分?jǐn)嚢枞芙?，得到前軀體溶液；
[0060](2)將無規(guī)則形貌ZrB2粉體加入到步驟(I)中的前軀體溶液中，該ZrB2粉體中鋯原子的摩爾含量與前驅(qū)體溶液中鋯原子的摩爾含量之比為1:1，充分?jǐn)嚢?，得到分散均勻的懸浮液，然后在懸浮液中逐滴加入戊二醛，加入量占懸浮液質(zhì)量的20%，并在30?90°C水浴中充分?jǐn)嚢?，直至凝膠；
[0061](3)將步驟(2)中得到的前驅(qū)體凝膠干燥，并在惰性氣氛保護(hù)下在1100°C進(jìn)行低溫碳化處理，并保溫lh，以去除硼、碳、鋯、氧元素之外的其余元素，隨后自然冷卻含有ZrB2粉體、氧化鋯、氧化硼以及碳的前軀體粉體，其SEM圖如圖2 Ca)所示；
[0062](4)將前驅(qū)體粉體在氬氣氣氛保護(hù)下用SPS進(jìn)行高溫煅燒轉(zhuǎn)化，煅燒溫度為1200°C，并保溫2h，冷卻后即得到具有柱狀晶粒的ZrB2粉體，其SEM圖如圖2 (b)所示。
[0063]上述制得的ZrB2粉體的XRD圖譜類似圖1所示，從中可以看出該ZrB2粉體純度較聞。
[0064]上述步驟(3)中得到的ZrB2前軀體粉體與步驟(4)中得到的ZrB2粉體的SEM圖分別類似圖2 (a)與圖2 (b)，可以看出經(jīng)過高溫?zé)釅红褵蟛糠諾rB2粉體都轉(zhuǎn)化為長柱狀晶形。
[0065]實(shí)施例4:
[0066]本實(shí)施例中，ZrB2粉體的制備方法如下:
[0067](I)配制質(zhì)量百分比濃度為20%的賴氨酸水溶液200ml，在其中加入入硼酸與聚乙烯，充分?jǐn)嚢枞芙夂笤偌尤氚怂妊蹁?ZrOCl2.(8H20))，其中硼原子與鋯原子的摩爾含量之比為5.5:1，碳原子與鋯原子的摩爾含量之比為8:1，充分?jǐn)嚢枞芙猓玫角败|體溶液；
[0068](2)將無規(guī)則形貌的ZrB2粉體加入到步驟(I)中的前軀體溶液中，該ZrB2粉體中鋯原子的摩爾含量與前驅(qū)體溶液中鋯原子的摩爾含量之比為4:6，充分?jǐn)嚢韬蟮玫椒稚⒕鶆虻膽腋∫?，然后在懸浮液中逐滴加入乙二醛，加入量占懸浮液質(zhì)量的40%，并在30?50°C水浴中充分?jǐn)嚢?，直至凝膠；
[0069](3)將步驟(2)中得到的前驅(qū)體凝膠干燥，并在惰性氣氛保護(hù)下600°C進(jìn)行低溫碳化處理，并保溫2h，以去除硼、碳、鋯、氧元素之外的其余元素，隨后自然冷卻得到含有ZrB2粉體、氧化鋯、氧化硼以及碳的前軀體粉體，其SEM圖類似2 Ca)所示；
[0070](4)將前驅(qū)體粉體在氬氣氣氛保護(hù)下，用管式爐進(jìn)行高溫煅燒轉(zhuǎn)化，煅燒溫度為1500°C，并保溫5h，冷卻后即得到具有柱狀晶粒的ZrB2粉體，其SEM圖類似圖2 (b)所示。
[0071]上述制得的ZrB2粉體的XRD圖譜類似圖1所示，從中可以看出該ZrB2粉體純度較聞。
[0072]上述步驟(3)中得到的ZrB2前軀體粉體與步驟(4)中得到的ZrB2粉體的SEM圖分別類似圖2 (a)與圖2 (b)，可以看出經(jīng)過高溫?zé)釅红褵蟛糠諾rB2粉體都轉(zhuǎn)化為長柱狀晶形。
[0073]以上所述的實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行了詳細(xì)說明，應(yīng)理解的是以上所述僅為本發(fā)明的具體實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的原則范圍內(nèi)所做的任何修改、補(bǔ)充或類似方式替代等.，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種具有柱狀晶粒的ZrB2粉體的制備方法，其特征是:包括如下步驟: 步驟1、制備前驅(qū)體溶液 在聚合物單體溶液中加入硼源與碳源，充分?jǐn)嚢枞芙夂蠹尤氚怂妊蹁?ZrOCl2.(8H20))，充分?jǐn)嚢枞芙猓玫角败|體溶液； 所述的前驅(qū)體溶液中，以原子的摩爾含量計(jì)，硼原子與鋯原子的摩爾含量之比大于2:1，碳原子與鋯原子的摩爾含量之比大于5:1; 步驟2、制備前驅(qū)體凝膠 將無規(guī)則形貌ZrB2粉體加入步驟I得到的前軀體溶液中，充分?jǐn)嚢韬蟮玫椒稚⒕鶆虻膽腋∫?，然后在懸浮液中逐滴加入交?lián)劑，充分?jǐn)嚢柚敝聊z； 步驟3、低溫碳化處理 將前驅(qū)體凝膠干燥，并在惰性氣氛保護(hù)下在300?1100°C進(jìn)行低溫碳化處理，以去除硼、碳、鋯、氧元素之外的其余元素，得到前軀體粉體； 步驟4:高溫硼熱碳化還原轉(zhuǎn)化 將前驅(qū)體粉體在氬氣氣氛保護(hù)下在11(KTC?180(TC進(jìn)行高溫煅燒處理，即得到柱狀晶形的ZrB2粉體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有柱狀晶粒的ZrB2粉體的制備方法，其特征是:所述的步驟I中，聚合物單體是殼聚糖、聚乙烯醇、白蛋白、賴氨酸中的一種或兩種以上的組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有柱狀晶粒的ZrB2粉體的制備方法，其特征是:所述的步驟I中，碳源是葡萄糖、蔗糖、甘露醇，檸檬酸、尿素、乳酸中的一種或兩種以上的組合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有柱狀晶粒的ZrB2粉體的制備方法，其特征是:所述的步驟I中，硼源是硼酸、硼酸鈉、三氧化二硼中的一種或兩種以上的組合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有柱狀晶粒的ZrB2粉體的制備方法，其特征是:所述的步驟I中，硼原子與鋯原子的摩爾含量之比為2.5:1?7:1 ;碳原子與鋯原子的摩爾含量之比大于 5.5:1 ?10:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有柱狀晶粒的ZrB2粉體的制備方法，其特征是:所述的步驟2中，交聯(lián)劑為環(huán)氧氯丙烷、戊二醛、、乙二醛中的一種或兩種以上的組合。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有柱狀晶粒的ZrB2粉體的制備方法，其特征是:所述的步驟2中，ZrB2粉體中鋯原子的摩爾含量與前軀體溶液中鋯原子的摩爾含量之比為2:8?9:1。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有柱狀晶粒的ZrB2粉體的制備方法，其特征是:所述的步驟3中，低溫碳化處理溫度為500?1000°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有柱狀晶粒的ZrB2粉體的制備方法，其特征是:所述的步驟中，高溫煅燒溫度為1200?1700°C。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有柱狀晶粒的ZrB2粉體的制備方法，其特征是:所述的步驟4中，高溫煅燒是微波高溫煅燒、電阻爐煅燒、放電等離子燒結(jié)爐煅燒或者熱壓燒結(jié)煅Jyti ο
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種具有柱狀晶粒的ZrB2粉體的制備方法。該方法通過聚合交聯(lián)成膠反應(yīng)，將無規(guī)則形貌的ZrB2粉體與硼、鋯、碳元素凝膠，然后干燥、碳化熱解以去除雜質(zhì)，得到前驅(qū)體粉體，再將前驅(qū)體粉體進(jìn)行高溫硼熱碳化還原處理，使ZrB2粉體晶粒由無規(guī)則形貌轉(zhuǎn)化為柱狀形貌。該方法成本低、簡單易行、節(jié)能環(huán)保，制得的ZrB2粉體呈單分散的柱狀晶貌，有利于ZrB2陶瓷的織構(gòu)化，提高陶瓷強(qiáng)韌性，從而很大程度拓展ZrB2陶瓷的實(shí)際應(yīng)用性。
【IPC分類】C01B35-04
【公開號】CN104860327
【申請?zhí)枴緾N201410059150
【發(fā)明人】黃慶, 丁志輝, 鄧啟煌, 周小兵
【申請人】中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所
【公開日】2015年8月26日
【申請日】2014年2月21日