共沉淀法制备纳米钨酸锆粉末

近年,在汽车、能源等领域的应用,需要材料具备耐腐蚀,耐高温,热传导等性质,需要特种陶瓷满足其应用的发展。钨酸锆材料具有负膨胀性,该材料在0.3~1050K温度范围内,具有很强的各向同性的负热膨胀效应,其负热膨胀系数α=-9×10-6K-1,是目前负膨胀材料研究的热点之一。

但是ZrW2O8只在1105~1231℃很窄的温度范围内热力学稳定,高于此温度将形成 ZrO2-WO3的无定形玻璃态,低于此温度,在780~1105℃之间将分解成ZrO2和WO3。因此,为了保持ZrW2O8材料的热力学稳定性,必须将产物淬冷,快速跳过分解区。因此ZrW2O8材料制备 工艺非常复杂。

共沉淀法制备纳米钨酸锆粉末图片

制取钨酸锆的方法有很多,主要有固相法、、溶胶凝胶法、水热法、微波合成法、喷雾干燥法等。这些方法不一而足,或制取周期长,或制取质量差,或能耗高,或工序复杂,能妥善平衡成本和质量的工艺较少。

为了解决现有方法制备的纳米钨酸锆粉末的多个技术问题,有学者采用共沉淀法制备纳米钨酸锆粉末,其内容包括:

一、称取原料氧氯化锆和钨酸铵置于氧化锆坩埚中,在800℃的箱式炉中于空气中烧结5h,根据残留的ZrO2和WO3来标定原料中的Zr4+和W6+的含量,根据摩尔配比称量一定质量的原料溶解在蒸馏水中,配置成Zr4+浓度为0.02mol/L的溶液和W6+浓度为0.04mol/L的溶液;

二、在W6+浓度为0.04mol/L的溶液中加入分散剂,调节pH值至6,得到溶液a;

三、将Zr4+浓度为0.02mol/L的溶液加入到溶液a中,快速搅拌,调节pH值至1.5~4, 继续拌1h,静置12~24h,进行老化处理,移除上层清液,将沉淀物进行真空抽滤,抽滤后所得产物放在100℃的干燥箱中干燥后磨细,置于箱式炉中于600℃反应2h,再于1140~1200℃反应2h后,出炉用水淬冷,干燥研磨,得到钨酸锆粉末。

共沉淀法制备的粉末工艺简单,产品纯度高、生产成本低,所制备的钨酸锆材料在高精密度的电子设备或光学显微镜中,精密光学镜面及牙床填充材料、衬底材料等方面的应用很有前景。

 

 

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