CN109704731B - 一种纳米钇稳定的氧化锆-氧化铝复合粉末的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纳米钇稳定的氧化锆‑氧化铝复合粉末的制备方法，该制备方法包括步骤：将锆盐、钇盐、分散剂的混合，向其中加入氨水或酸液调节H⁺；将调节H⁺浓度后的溶液升温进行水热反应，反应完全后冷却至90℃以下；向所述水合氧化锆悬浮液中加入氨水来调节pH至碱性，静置陈化，离心分离；将水合氧化锆沉淀经洗涤干燥和煅烧；将纳米钇稳定的氧化锆粉末与氧化铝粉末、去离子水、分散剂混合均匀后球磨，将所述浆料经过研磨、离心分离、干燥，得到纳米钇稳定的氧化锆‑氧化铝复合粉末。通过该方法可以制备出高性能的复合粉末，并且该生产工艺操作简单，适于大规模生产。

Description

一种纳米钇稳定的氧化锆-氧化铝复合粉末的制备方法

技术领域

本发明涉及粉体材料制备技术领域，更具体地，涉及一种纳米钇稳定的氧化锆-氧化铝复合粉末的制备方法。

背景技术

当前，高技术产业正处于迅速发展时期，材料是现代科技的三大支柱之一，其中陶瓷材料因其优异的物理和化学性能，进入了飞速发展阶段，在各方面具有广泛应用或表现出潜在价值。氧化锆是一种十分重要的结构材料，稀土掺杂稳定氧化锆，特别是钇掺杂稳定氧化锆，具有低热导率、强度韧性好、低弹性模量、高抗热冲击性、高工作温度等特性，广泛应用于国防、纺织、能源、及航空航天等领域，在各种金属氧化物陶瓷中，氧化锆的重要性仅次于氧化铝陶瓷。氧化锆陶瓷是一种非常复杂的体系，纯氧化锆陶瓷具有一个致命弱点就是它的“脆性”，即因为相变产生的体积膨胀导致其具有较差的断裂韧性。而氧化锆与氧化钇、氧化镁、氧化铈等形成固溶体或复合体之后，就显示了其各种优异的特性，从而为其在陶瓷材料中的广泛应用提供了前提。氧化锆陶瓷粉体材料中较为典型的代表有Y-TZP(Y₂O₃稳定的四方ZrO₂多晶体)。Y-TZP是现有陶瓷家族中室温强度和断裂韧性最高的一种相变增韧陶瓷，其中3Y-TZP(即97％ZrO₂+3％Y₂O₃，摩尔分数)具有良好的综合力学性能，因而应用广泛。

韩国专利机构2004年10月26日公布了一种通过聚合前驱体工艺在氧化铝中分散氧化锆得到氧化铝-氧化锆复合物的生产方法(公开号：KR1020040090656A)，具体步骤为：先将氧化锆以Zr-Y-聚酯形式分散在氧化铝中，通过加热硝酸锆Zr(NO₃)₃和柠檬酸(或蔗糖)(摩尔比1:2～1:5)以及用于稳定氧化锆的2～8mol％Y(NO₃)₃混合溶液至80～100℃，再将混合溶液加入己二酸乙二醇(或三乙醇胺)中，其中柠檬酸和己二酸乙二醇的摩尔比为1:2～1:5，加热分散溶液至150～250℃使其聚合，当加热至350℃时凝固获得凝胶，挤压凝胶并球磨20～24h，然后是分体通过100目滤网获得含碳化物的氧化铝氧化锆(Al₂O₃/ZrO₂(Y₂O₃))粉体，煅烧氧化铝氧化锆以去除碳化物。该方法得到凝胶需要高温350℃，生产成本较高，合成的复合粉性能(粉末粒度100目)，难以应用于各高端产品，而且无法避免会引入了碳氧化物杂质。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中生产成本高、难以合成高性能的复合粉的技术问题，提供一种通过水热法-球磨混合方式来制备纳米钇稳定氧化锆-氧化铝复合粉末的方法，通过该方法可以制备出单分散、粒径小、粒径分布窄、粒径及晶型可控的复合粉末，并且该生产工艺操作简单，适于大规模生产。

一种纳米钇稳定的氧化锆-氧化铝复合粉末的制备方法，包括如下步骤：

(1)将锆盐、钇盐、分散剂的混合液加热至25℃-90℃，向其中加入氨水或酸液调节H⁺的浓度至0.1-5mol/L；

(2)将调节H⁺浓度的溶液升温进行水热反应，反应完全后冷却至90℃以下，得到水合氧化锆悬浮液；

(3)向所述水合氧化锆悬浮液中加入氨水来调节pH至碱性，静置陈化，离心分离，得到水合氧化锆沉淀；

(4)将所述水合氧化锆沉淀经洗涤、干燥和煅烧，得到纳米钇稳定的氧化锆粉末；

(5)将所述纳米钇稳定的氧化锆粉末与氧化铝粉末、去离子水、分散剂混合均匀后球磨，得到浆料，将所述浆料经过研磨、离心分离、干燥，得到纳米钇稳定的氧化锆-氧化铝复合粉末。

在其中一个实施例中，所述锆盐包括氧氯化锆、氯化锆、硝酸锆和硫酸锆中的一种或多种，优选为氧氯化锆；钇盐包括氯化钇和/或硝酸钇，优选为氯化钇；所述分散剂包括羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素和聚乙二醇中的一种或多种；所述酸液包括盐酸、硝酸和硫酸中的一种或多种，优选为盐酸；锆盐中的锆浓度为0.1-2.5mol/L，Zr⁴⁺与Y³⁺的摩尔浓度比为99:2-90:20，分散剂浓度为0.5～5g/L。

在其中一个实施例中，在步骤(1)中，所述混合液以300-10000r/min的转速混合，氨水液或酸液加入的速度为1-10000mL/min，其中，氨水的浓度为0.5-6mol/L，酸液的浓度为0.1-3mol/L。

在其中一个实施例中，在步骤(2)中，升温至120℃-300℃，所述水热反应的时间为3-20h。

在其中一个实施例中，在所述步骤(3)中，在温度为25℃-90℃、搅拌速度为300-1000r/min的条件下，以5-5000mL/min的速度向所述水合氧化锆悬浮液中加入氨水来调节pH至8-14，静置陈化6-24h。

在其中一个实施例中，在步骤(4)的洗涤包括水洗和乙醇清洗，所述水洗的次数为3-7次，所述乙醇清洗的次数为1-3次；所述干燥的温度为50-80℃，所述干燥的时间为10-14h，所述煅烧的温度为500-1300℃，所述煅烧的时间为1-3h。

在其中一个实施例中，在步骤(5)中的所述分散剂包括包括聚乙烯酸铵、聚乙二醇6000或十二烷基磺酸钠，分散剂加入的质量百分比为0.1％-0.5％。

在其中一个实施例中，在步骤(5)的浆料固含量为10％～30％，氧化铝质量分数为0.1％～20％，料球比为1:5-1:15；所述球磨的转速为30-90r/min，球磨时间为6-12h；精细研磨的转速为2000-4000r/min，进料速度为20-100mL/min，研磨时间为30-120min。

在其中一个实施例中，在步骤(5)中的干燥的温度为50-80℃，干燥的时间为10-14h。

与现有技术相比，本发明具有如下显著效果：

1)本发明通过水热水解工艺得到纳米钇稳定氧化锆，制备过程是通过氨水或酸液水解原料溶液得到反应溶液，再将反应溶液通过水热工艺、沉钇工艺及后续处理工艺得到纳米钇稳定氧化锆粉末，制备过程涉及的反应方程式如下:

ZrOCl₂+(n+1)H₂O→ZrO₂·nH₂O+2HCl (1)

YCl₃+NH₃·H₂O→Y(OH)₃+NH₄Cl (2)

现有工艺大多会产生氢氧化锆水凝胶，水凝胶在生产过程中处理非常困难，而本发明工艺过程中是通过溶液或悬浮液直接得到氧化锆，具有操作简单，易于产业化的特点。

2)通过水热水解法-球磨混合工艺制备纳米氧化锆-氧化铝复合粉，使该方法具有能够通过控制反应溶液H⁺浓度来实现纳米钇稳定氧化锆粉的粒径可控合成，即可以根据应用需要合成不同粒径的纳米氧化锆粉末。从而得到不同应用领域的纳米钇稳定氧化锆-氧化铝复合粉。

3)通过表面诱导沉淀的方式来实现氧化钇掺杂，使该方法能够通过控制氧化钇的掺杂含量来实现复合粉晶相组成的可控合成，即可以合成不同晶相需求的纳米钇稳定氧化锆-氧化铝复合粉。

附图说明

图1为本发明公开的纳米钇稳定氧化锆-氧化铝的制备方法的流程示意图；

图2为本发明实施例1公开的纳米钇稳定氧化锆粉末的SEM图，其中(a)为前驱体，(b)在1000℃下煅烧2h得到的纳米钇稳定氧化锆粉末；

图3为本发明实施例1公开合成的纳米钇稳定氧化锆-氧化铝复合粉末SEM图；

图4为本发明实施例1公开合成的纳米钇稳定氧化锆-氧化铝复合粉末的XRD图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

一种通过水热水解法-球磨混合方式制备纳米钇稳定氧化锆-氧化铝粉末的方法，该制备方法包括以下步骤：

1)反应溶液配制方法：配制氧氯化锆、氯化钇、分散剂原料溶液，其Zr⁴⁺浓度0.1～2.5mol/L，Zr⁴⁺与Y³⁺摩尔浓度比例为99:2～90:20，分散剂浓度为0.5～5g/L，将原料溶液置于反应釜中，在温度25～90℃、高速搅拌300～10000r/min条件下，通过雾化器以1～10000mL/min加入浓度为0.5～6mol/L氨水溶液或0.1～3mol/L盐酸溶液调节原料溶液H⁺浓度，以使溶液中Zr⁴⁺部分水解生成晶核，调节溶液H⁺浓度为0.1～5mol/L以控制水解生成晶核量，即得水热水解反应溶液；

2)水热水解工艺：将步骤1)所得反应溶液转移至聚四氟乙烯衬里不锈钢均相反应釜中，升温到120～300℃进行水热反6～20h，在反应过程中晶粒在晶核的基础上长大，得到类球形的水合氧化锆颗粒，水热反应完成后，取出水热反应釜冷却至90℃以下，即得到水合氧化锆悬浮液；

3)表面诱导沉钇工艺：将步骤2)所得水合氧化锆悬浮液，在温度25～90℃、高速搅拌300～10000r/min条件下，通过雾化器以5～5000mL/min加入0.5～6mol/L氨水溶液使Y³⁺以氢氧化钇形式均匀沉淀于水合氧化锆的表面，使水合氧化锆悬浮液pH为8～14，沉钇反应完成后，静止陈化6～24h，将悬浮液离心分离得到水合氧化锆沉淀物；

4)将步骤3)所述沉淀物经水洗5～7遍、醇洗1～3遍、离心分离后置于烘箱中在50～80℃下干燥10～14h，在500～1300℃下煅烧1～3h后得到纳米钇稳定氧化锆粉末；

5)球磨混合工艺：将上述制得纳米钇稳定氧化锆粉与纳米氧化铝粉末、去离子水、聚乙烯酸铵按复合粉氧化铝质量分数0.1％～20％、固含量10％～30％、料球比1:5～1:15、聚乙烯酸铵0.1％～0.5％(复合粉质量百分比)混合均匀，普通球磨机在转速30～90r/min下球磨6～12h即得到混合均匀的浆料，再经精细磨机在转速2000～4000r/min、进料速度20～100mL/min条件下研磨30～120min后，将浆料离心醇洗1～3遍，在50～80℃下干燥10～14h得到纳米钇稳定氧化锆-氧化铝复合粉末。

为了更加清楚地说明本发明，列举以下实施例。

实施例1

(1)配制ZrOCl₂、YCl₃、羟丙基纤维素混合溶液，溶液C_Zr ⁴⁺＝0.6mol/L，C_Y ³⁺＝0.0245mol/L(摩尔比为Zr⁴⁺:Y³⁺＝98:4)，最终H⁺浓度为1.2mol/L，羟丙基纤维素浓度为0.5g/L，即得水热反应溶液；

(2)将所得溶液转移至聚四氟乙烯衬里的不锈钢水热反应釜中，升温到180℃进行水热反应12h，水热反应完成后冷却，得到水合氧化锆悬浮液；

(3)将上述水合氧化锆悬浮液，在60℃水浴、500r/min搅拌下，以10mL/min滴加10％稀氨水溶液使Y³⁺以氢氧化钇的形式均匀沉淀于水合氧化锆表面，直至水合氧化锆悬浮液pH＞9，沉钇反应完成后，静止陈化24h离心分离得到水合氧化锆沉淀物；

(4)将(3)所述沉淀物经水洗5遍、醇洗2遍、离心分离后置于烘箱中在65℃下干燥12h，在1000℃下煅烧2小时，经研磨后得到纳米钇稳定氧化锆粉末；

(5)将上述制得纳米钇稳定氧化锆粉与纳米氧化铝粉末、去离子水、聚丙烯酸铵按固含量30％、料球比1:5、聚丙烯酸铵0.5％(复合粉质量百分比)混合均匀，在60r/min下球磨10h即得到混合均匀的浆料，再经精细磨机在转速3000r/min、进料速度50mL/min条件下研磨60min后，将研磨完成的浆料离心分离，醇洗2遍、65℃干燥10h即得到纳米钇稳定氧化锆-氧化铝复合粉末。

实施例2

(1)配制ZrOCl₂、YCl₃、羟丙基纤维素混合溶液，将原料溶液置于反应釜中，在60℃水浴、500r/min搅拌下，通过加入2.8mol/L氨水溶液调节最终反应溶液H⁺浓度，使溶液最终C_H ⁺＝1.2mol/L，C_Zr ⁴⁺＝1.0mol/L，C_Y ³⁺＝0.0408mol/L(摩尔比Zr⁴⁺:Y³⁺＝98:4)，羟丙基纤维素浓度为0.5g/L，即得水热反应溶液；

(2)将(1)所得溶液转移至聚四氟乙烯衬里的不锈钢水热反应釜中，升温到180℃进行水热反应12h，水热反应完成后，取出水热反应釜冷却，得到水合氧化锆悬浮液；

(3)将上述水合氧化锆悬浮液，在60℃水浴、500r/min搅拌下，以10mL/min滴加10％稀氨水溶液使Y³⁺以氢氧化钇的形式均匀沉淀于水合氧化锆的表面，直至水合氧化锆悬浮液pH＞9，沉钇反应完成沉钇反应完成后，静止陈化24h离心分离得到水合氧化锆沉淀物；

(4)将(3)所述沉淀物经水洗5遍、醇洗2遍后置于烘箱中在65℃下干燥12h，在1000℃下煅烧2h，经研磨后得到纳米钇稳定氧化锆粉末；

(5)将上述制得纳米氧化锆粉与纳米氧化铝粉末、去离子水、分散剂聚丙烯酸铵按固含量30％、料球比1:5、聚丙烯酸铵0.5％(复合粉质量百分比)混合均匀，在60r/min下球磨10h即得到混合均匀的浆料，再经精细磨机在转速3000r/min、进料速度50mL/min条件下研磨60min后，将研磨完成的浆料离心分离，醇洗2遍、65℃干燥10h即得到纳米钇稳定氧化锆-氧化铝复合粉末。

实施例3

(1)配制ZrOCl₂、YCl₃、羟丙基纤维素混合溶液，将原料溶液置于反应釜中，在60℃水浴、500r/min搅拌下，通过加入5.95mol/L氨水溶液调节最终反应溶液H+浓度，使溶液最终C_H ⁺＝1.5mol/L，C_Zr ⁴⁺＝1.6mol/L，C_Y ³⁺＝0.0653mol/L(摩尔比Zr⁴⁺:Y³⁺＝98:4)，羟丙基纤维素浓度为0.5g/L，即得水热反应溶液；

(2)将(1)所得溶液转移至聚四氟乙烯衬里的不锈钢水热反应釜中，升温到180℃进行水热反应12h，水热反应完成后，取出水热反应釜冷却，得到水合氧化锆悬浮液；

(3)将上述水合氧化锆悬浮液，在60℃水浴、500r/min搅拌下，以10mL/min滴加10％稀氨水溶液使Y³⁺以氢氧化钇的形式均匀沉淀于水合氧化锆的表面，直至水合氧化锆悬浮液pH＞9，沉钇反应完成沉钇反应完成后，静止陈化24h离心分离得到水合氧化锆沉淀物；

(4)将(3)所述沉淀物经水洗5遍、醇洗2遍、离心分离后置于烘箱中在65℃下干燥12h，在1000℃下煅烧2h后得到纳米钇稳定氧化锆粉末；

(5)将上述制得纳米氧化锆粉与市售的纳米氧化铝粉末、去离子水、分散剂聚丙烯酸铵按固含量30％、料球比1:5、聚丙烯酸铵(复合粉质量百分比)0.5％混合均匀，在60r/min下球磨10小时即得到混合均匀的浆料，再经精细磨机在转速3000r/min、进料速度50mL/min条件下研磨60min后，将研磨完成的浆料离心分离，醇洗2遍、65℃干燥10h即得到纳米钇稳定氧化锆-氧化铝复合粉末。

实施例4

(1)配制ZrOCl₂、YCl₃、羟丙基纤维素混合溶液，将原料溶液置于反应釜中，在60℃水浴、500r/min搅拌下，通过加入5.95mol/L氨水溶液调节最终反应溶液的H⁺浓度，使溶液最终羟丙基纤维素浓度为0.5g/L，C_H ⁺＝1.5mol/L，C_Zr ⁴⁺＝1.6mol/L，C_Y ³⁺＝0.099mol/L，即得水热反应溶液；

(2)将(1)所得溶液转移至聚四氟乙烯衬里的不锈钢水热反应釜中，升温到180℃进行水热反应12h，水热反应完成后，取出水热反应釜冷却，得到水合氧化锆悬浮液；

(3)将上述水合氧化锆悬浮液，在60℃水浴、500r/min搅拌下，以10mL/min滴加10％稀氨水溶液使Y³⁺以氢氧化钇的形式均匀沉淀于水合氧化锆的表面，直至水合氧化锆悬浮液pH＞9，沉钇反应完成沉钇反应完成后，静止陈化24h离心分离得到水合氧化锆沉淀物；

(4)将(3)所述沉淀物经水洗5遍、醇洗2遍、离心分离后置于烘箱中在65℃下干燥12h，在1000℃下煅烧2小时，经研磨后得到纳米钇稳定氧化锆粉末；

(5)将上述制得纳米氧化锆粉与纳米氧化铝粉末、去离子水、分散剂聚丙烯酸铵按固含量30％、料球比1:5、聚丙烯酸铵(复合粉质量百分比)0.5％混合均匀，在60r/min下球磨10小时即得到混合均匀的浆料，再经精细磨机在转速3000r/min、进料速度50mL/min条件下研磨60min后，将研磨完成的浆料离心分离，醇洗2遍、65℃干燥10h即得到纳米钇稳定氧化锆-氧化铝复合粉末。

实施例5

(1)配制ZrCl₄、YCl₃、羟丙基甲基纤维素混合溶液，通过加入2.1mol/L稀盐酸溶液调节H⁺浓度，最终H⁺浓度为1.8mol/L，溶液C_Zr ⁴⁺＝0.6mol/L，C_Y ³⁺＝0.0245mol/L(摩尔比为Zr⁴⁺:Y³⁺＝98:4)，羟丙基甲基纤维素浓度为0.5g/L，即得水热反应溶液；

(2)将所得溶液转移至聚四氟乙烯衬里的不锈钢水热反应釜中，升温到180℃进行水热反应12h，水热反应完成后冷却，得到水合氧化锆悬浮液；

(3)将上述水合氧化锆悬浮液，在60℃水浴、500r/min搅拌下，以10mL/min滴加10％稀氨水溶液使Y³⁺以氢氧化钇的形式均匀沉淀于水合氧化锆表面，直至水合氧化锆悬浮液pH＞9，沉钇反应完成后，静止陈化24h离心分离得到水合氧化锆沉淀物；

(4)将(3)所述沉淀物经水洗5遍、醇洗2遍、离心分离后置于烘箱中在65℃下干燥12h，在1000℃下煅烧2小时，经研磨后得到纳米钇稳定氧化锆粉末；

(5)将上述制得纳米钇稳定氧化锆粉与纳米氧化铝粉末、去离子水、聚乙二醇6000按固含量30％、料球比1:5、聚乙二醇(6000)0.5％(复合粉质量百分比)混合均匀，在60r/min下球磨10h即得到混合均匀的浆料，再经精细磨机在转速3000r/min、进料速度50mL/min条件下研磨60min后，将研磨完成的浆料离心分离，醇洗2遍、65℃干燥10h即得到纳米钇稳定氧化锆-氧化铝复合粉末。

实施例6

(1)配制Zr(NO₃)₄、Y(NO₃)₃、聚乙二醇混合溶液，将原料溶液置于反应釜中，在60℃水浴、500r/min搅拌下，通过加入2.1mol/L硝酸溶液调节最终反应溶液H⁺浓度，使溶液最终C_H ⁺＝1.8mol/L，C_Zr ⁴⁺＝0.6mol/L，C_Y ³⁺＝0.0408mol/L(摩尔比Zr⁴⁺:Y³⁺＝98:4)，聚乙二醇浓度为0.5g/L，即得水热反应溶液；

(2)将(1)所得溶液转移至聚四氟乙烯衬里的不锈钢水热反应釜中，升温到180℃进行水热反应12h，水热反应完成后，取出水热反应釜冷却，得到水合氧化锆悬浮液；

(3)将上述水合氧化锆悬浮液，在60℃水浴、500r/min搅拌下，以10mL/min滴加10％稀氨水溶液使Y³⁺以氢氧化钇的形式均匀沉淀于水合氧化锆的表面，直至水合氧化锆悬浮液pH＞9，沉钇反应完成沉钇反应完成后，静止陈化24h离心分离得到水合氧化锆沉淀物；

(4)将(3)所述沉淀物经水洗5遍、醇洗2遍、离心分离后置于烘箱中在65℃下干燥12h，在1000℃下煅烧2h，经研磨后得到纳米钇稳定氧化锆粉末；

(5)将上述制得纳米氧化锆粉与纳米氧化铝粉末、去离子水、十二烷基磺酸钠按固含量30％、料球比1:5、十二烷基磺酸钠0.5％(复合粉质量百分比)混合均匀，在60r/min下球磨10h即得到混合均匀的浆料，再经精细磨机在转速3000r/min、进料速度50mL/min条件下研磨60min后，将球磨完成的浆料离心分离，醇洗2遍、65℃干燥10h即得到纳米钇稳定氧化锆-氧化铝复合粉末。

实施例7

(1)配制Zr(SO₄)₂、YCl₃、羟丙基纤维素混合溶液，将原料溶液置于反应釜中，在60℃水浴、500r/min搅拌下，通过加入1.05mol/L硫酸溶液调节最终反应溶液H⁺浓度，使溶液最终C_H ⁺＝1.2mol/L，C_Zr ⁴⁺＝1.0mol/L，C_Y3+＝0.0408mol/L(摩尔比Zr⁴⁺:Y³⁺＝98:4)，羟丙基纤维素浓度为0.5g/L，即得水热反应溶液；

(2)将(1)所得溶液转移至聚四氟乙烯衬里的不锈钢水热反应釜中，升温到180℃进行水热反应12h，水热反应完成后，取出水热反应釜冷却，得到水合氧化锆悬浮液；

(3)将上述水合氧化锆悬浮液，在60℃水浴、500r/min搅拌下，以10mL/min滴加10％稀氨水溶液使Y³⁺以氢氧化钇的形式均匀沉淀于水合氧化锆的表面，直至水合氧化锆悬浮液pH＞9，沉钇反应完成沉钇反应完成后，静止陈化24h离心分离得到水合氧化锆沉淀物；

(4)将(3)所述沉淀物经水洗5遍、醇洗2遍、离心分离后置于烘箱中在65℃下干燥12h，在1000℃下煅烧2h，经研磨后得到纳米钇稳定氧化锆粉末；

(5)将上述制得纳米氧化锆粉与纳米氧化铝粉末、去离子水、聚丙烯酸铵按固含量30％、料球比1:5、聚丙烯酸铵0.5％(复合粉质量百分比)混合均匀，在60r/min下球磨10h即得到混合均匀的浆料，再经精细磨机在转速3000r/min、进料速度50mL/min条件下研磨60min后，将研磨完成的浆料离心分离，醇洗2遍、65℃干燥10h即得到纳米钇稳定氧化锆-氧化铝复合粉末。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种纳米钇稳定的氧化锆-氧化铝复合粉末的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）将锆盐、钇盐、分散剂的混合液加热至25℃-90℃，向其中加入氨水或酸液调节H⁺的浓度至0.1-5mol/L；所述锆盐为氧氯化锆、氯化锆、硝酸锆和硫酸锆中的一种，钇盐为氯化钇或硝酸钇；所述锆盐中的锆浓度为0.1-2.5mol/L，Zr⁴⁺与Y³⁺的摩尔浓度比为99:2-90:20，分散剂浓度为0.5~5g/L；所述混合液以300-10000r/min的转速混合，氨水或酸液加入的速度为1-10000mL/min，氨水的浓度为0.5-6mol/L，酸液的浓度为0.1-3mol/L；

（2）将调节H⁺浓度后的溶液升温至120℃~300℃进行水热反应，反应后冷却至90℃以下，得到水合氧化锆悬浮液；

（3）在温度为25℃~90℃、搅拌速度为300~1000r/min的条件下，以5~5000mL/min的速度向所述水合氧化锆悬浮液中加入氨水来调节pH至8~14，静置陈化6~24h，离心分离，得到水合氧化锆沉淀；

（4）将所述水合氧化锆沉淀经洗涤、干燥和煅烧，得到纳米钇稳定的氧化锆粉末；

（5）将所述纳米钇稳定的氧化锆粉末与氧化铝粉末、去离子水、分散剂混合均匀后球磨，得到浆料，其中，所述分散剂包括聚乙烯酸铵、聚乙二醇6000或十二烷基磺酸钠，分散剂加入的质量百分比为0.1%~0.5%，浆料固含量为10%~30%，氧化铝质量分数为0.1%~20%，料球比为1:5~1:15，球磨转速为30~90r/min，球磨时间为6~12h；将所述浆料经过精细研磨、离心分离、干燥，得到纳米钇稳定的氧化锆-氧化铝复合粉末；其中，精细研磨的转速为2000~4000r/min，进料速度为20~100mL/min，研磨时间为30~120min；干燥温度为50~80℃，干燥时间为10~14h。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述分散剂包括羟丙基甲基纤维素、羟丙基纤维素和聚乙二醇中的一种或多种；所述酸液包括盐酸、硝酸和硫酸中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤（1）中，所述锆盐为氧氯化锆；所述钇盐为氯化钇；所述酸液为盐酸。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（2）中，所述水热反应的时间为3-20h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在步骤（4）中，洗涤包括水洗和乙醇清洗，所述水洗的次数为3-7次，所述乙醇清洗的次数为1-3次；所述干燥的温度为50-80℃，所述干燥的时间为10-14h，所述煅烧的温度为500-1300℃，所述煅烧的时间为1-3h。

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