寧波材料所利用超聲輔助化學(xué)共沉淀法合成高燒結(jié)活性的石榴石相納米粉體
在透明陶瓷材料的制備工藝中，前驅(qū)體粉體合成是重要的步驟之一。性能優(yōu)異的前驅(qū)體粉體是制備高質(zhì)量陶瓷材料的前提。常規(guī)的粉體合成方法主要有固相反應(yīng)法以及液相化學(xué)共沉淀法。由于石榴石結(jié)構(gòu)的閃爍陶瓷組分復(fù)雜，若采用固相反應(yīng)法制備該石榴石相納米粉體則不易實(shí)現(xiàn)組分的均勻混合，且混合粉體在高溫煅燒階段團(tuán)聚嚴(yán)重；若采用液相化學(xué)共沉淀法，雖然能在較低的溫度條件下實(shí)現(xiàn)各組分在分子水平上的均勻混合，但通過該方法合成的納米粉體，其粒徑較小，往往容易團(tuán)聚，從而影響后續(xù)的燒結(jié)致密化。為此，一般加入一定量的表面活性劑，但如果表面活性劑離子在燒結(jié)后依然殘留在燒結(jié)體中，則可能形成雜質(zhì)散射中心，進(jìn)而降低陶瓷的光透過率。
先進(jìn)制造所光電功能材料與器件團(tuán)隊(duì)采用將超聲波與化學(xué)共沉淀相結(jié)合的方法，制備了高燒結(jié)活性的石榴石相納米前驅(qū)體粉體。借助超聲波在液體傳播過程中的“空化效應(yīng)”所產(chǎn)生瞬間高溫、高壓或高剪切速率的反應(yīng)環(huán)境，化學(xué)共沉淀時生成晶核被大量微小氣泡包裹，同時在氣泡破裂時產(chǎn)生強(qiáng)大剪切速率的作用下，顆粒與顆粒間能保持一定的距離而起到均勻成核以及良好的分散效果，最終獲得具有高燒結(jié)活性的陶瓷前驅(qū)粉體。研究結(jié)果表明，利用這種方法合成的粉體比表面積為普通化學(xué)共沉淀合成粉體的兩倍，在相同溫度下燒結(jié)得到的陶瓷也具有更高的致密度。針對上述研究，目前已申請一項(xiàng)國家發(fā)明專利（申請?zhí)枺?/span>201310320680.0），相關(guān)基礎(chǔ)研究結(jié)果發(fā)表于美國陶瓷會志 (Journal of American Ceramic Society)。
該研究工作獲得了中科院寧波工業(yè)技術(shù)研究院（籌）旗艦人才行動計劃、“一三五”規(guī)劃、寧波市“3315”創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)等支持。
（先進(jìn)制造所）