水热法制备纳米YSZ粉末改进工艺的研究
氧化钇稳定的氧化锆粉体（YSZ粉体）作为燃料电池电解质材料具有很重要的应用价值。制备组分均匀、粒径小、粒度分布窄、比表面积大且团聚少的理想YSZ粉体一直是相关研究的热点。本研究探索了以水热法为主制备YSZ粉体的改进工艺，主要包含以下几方面的工作:
(1)采用溶胶凝胶法制备水热反应的前驱体，分析了反应温度，搅拌速度，滴定速度以及离子浓度对凝胶前驱体稳定性的影响。确定反应温度60℃，搅拌速度600r/min，滴定泵速0.5rpm的工艺参数有利于形成均匀稳定的凝胶体系。对稳定的凝胶前驱体进行水热处理制备获得了相结构主要为单斜相的YSZ粉体。
(2)利用醋酸作为水解抑制剂，在更高的PH下获得均匀稳定的凝胶前驱体，对此前驱体进行200℃、24h水热处理获得了纯立方相YSZ粉体，并通过扫描电镜观察了粉体的形貌特征。
(3)利用醋酸作为水解抑制剂，尿素作为均匀沉淀剂，通过两步水热法制备获得了纯立方相YSZ粉体，分析讨论了尿素浓度、醋酸浓度对粉体相结构的影响。结果表明，尿素均匀沉淀法中提高阳离子浓度和尿素浓度不利于立方相YSZ粉体的形成，但有利于一次晶粒的细化。通过醋酸的水解抑制作用可以有效阻止单斜相YSZ晶粒的偏析，并且提高醋酸浓度也有助于减小一次晶粒的尺寸。
(4)尿素均匀沉淀法制得的粉体比溶胶凝胶-水热法制备的粉体颗粒更小更均匀、团聚更少、并且工艺简单，更适合大量生产。
水热法;溶胶-凝胶法;氧化锆粉体
中南大学
硕士
材料工程
苏玉长
2012
中文
TQ134.12
51
2012-11-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）