一种高致密度二氧化锡单相陶瓷的制备方法
【专利摘要】一种高致密度二氧化锡单相陶瓷的制备方法，包括下列步骤：A.将聚乙二醇600、锡箔在压缩氧气气氛下反应得到含有锡、锰离子的稳定的混合溶液；B.将步骤A制备得到的含有锡、锰离子的稳定的混合溶液加入油酸油酸反应，反应产物进行粉碎即得到锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体；C.将获得的锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体和聚乙烯醇、去离子水混合，搅拌得到稳定浆料；将浆料泵入到压力喷雾干燥机进行喷雾造粒，将经压力喷雾干燥机喷雾造粒得到的粉体进行模压成型二氧化锡陶瓷坯体，将该陶瓷坯体于900~1000℃烧结保温5~7小时即获得高致密度二氧化锡单相陶瓷。本发明生产成本低、粉体烧结性能佳、获得的二氧化锡陶瓷致密度高。
【专利说明】一种高致密度二氧化锡单相陶瓷的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种二氧化锡陶瓷的制备方法。
【背景技术】
[0002] 二氧化锡粉体作为无机氧化物材料具有耐酸、耐碱、耐高温、耐机械冲击等特性。 将二氧化锡粉体烧结成陶瓷则可利用上述特性制作成玻璃窑炉的耐火材料，替代贵金属用 作坩埚，用作热电偶套管等。但二氧化锡粉体属于特别难烧结材料，采用常规无压烧结工 艺无法烧结高致密度纯二氧化锡陶瓷。大量研究显示，氧化铜等可以促进二氧化锡烧结 (CN8510034, CN101001815B，CN102875142A)，一般认为氧化铜的烧结机理为液相烧结，也就 是氧化铜最终大量存在于二氧化锡陶瓷的晶界。由于氧化铜的耐酸、耐碱、耐高温、耐机械 冲击特性远不如二氧化锡，因此存在于二氧化锡晶界的氧化铜对于二氧化锡固有的耐酸、 耐碱、耐高温、耐机械冲击特性有副作用，应避免使用氧化铜作为烧结助剂。
[0003] 研究表明锰离子也可以促进二氧化锡粉体烧结，并且其烧结机理为固相烧结机 理，也就是锰离子在烧结过程中不会通过向二氧化锡晶界的扩散促进二氧化锡的烧结，锰 离子不会在二氧化锡陶瓷中晶界聚集，从而使得获得的二氧化锡陶瓷保持了二氧化锡粉体 的耐酸、耐碱、耐高温、耐机械冲击特性。因此锰是较好的二氧化锡烧结助剂。
[0004] 通常二氧化锡陶瓷的烧结均采用纯二氧化锡粉体，烧结助剂粉体及粘结剂、分散 剂等为原料，先通过混料、湿法球磨、烘干、过筛等步骤得到烧结用原料粉体，再进行干压、 冷等静压成型，最后烧结得到二氧化锡陶瓷（CN8510034, CN102875142A，CN101001815B， CN101439967A，CN101830694B，CN102234194B，CN102811971A)。上述工艺具有工艺简单，添 加离子元素添加方式添加量灵活机动等优点，但同时也存在诸多缺点，如原料二氧化锡及 烧结助剂粉体颗粒较大，使得粉体烧结活性较低，难以烧结得到高致密度二氧化锡陶瓷，同 时烧结温度过高，通常需要1400°C以上的高温，并且保温时间长，这大大增加了烧结能耗和 烧结设备投入成本。国内工业生产20公斤级大尺寸二氧化锡陶瓷通常需要1500°C烧结7 天以上时间。烧结助剂通过固相扩散极难完全进入二氧化锡陶瓷中，而未能进入的烧结助 剂则会对二氧化锡陶瓷的各项性能产生不利影响。此外，原料粉体的湿法球磨过程也会引 入杂质离子，导致烧结得到的二氧化锡陶瓷某些性能下降。
[0005] 粉体粒度的降低提高了粉体的烧结活性，降低了烧结温度，提高了烧结致密度，特 别是采用纳米粉体效果更加明显（S. J. Park, K. Hirota, H. yamamura, Densification of Nonadditive Sn02 by Hot Isostatic Pressing, Ceram. Inter.， 1984, 10, 115-116 ；M. Yoshinaka, K. Hirota, M. Ito, K Takano, 0. Yamaguchi, Hot Isostatic Pressing of Reactive Sn02 Powder，J. Am. Ceram. Soc·, 时通过在纳米粉体制备制备时就将烧结助剂离子添加进纳米粉体，则更能够促进粉体的 烧结，同时避免多余烧结助剂的残留（CN101182096)。但现有二氧化锡基质纳米粉体的制 备基本上以氯化锡为原料，采用沉淀法，水热法制备得到（CN101182096, CN102976396A， CN103641157A，CN103613123A，CN101941734A)，尽管上述方法具有工艺简单，可得到二氧化 锡基质纳米粉体，但沉淀、水热后的中间产物中含有大量氯离子，氯离子的存在不仅对生产 设备产生严重腐蚀，其洗涤除去异常繁琐低效，通常每生产一公斤二氧化锡粉体需要150 公斤以上的去离子水洗涤，即使如此，最终残留在粉体中的氯离子的含量也会在500ppm以 上，如此高的残留量会导致二氧化锡纳米粉体严重的团聚，在后续的陶瓷烧结过程中也会 阻碍烧结，并且高温过程释放出来的氯离子会对烧结设备产生腐蚀。采用氯化锡为原料除 了上述不利后果外，氯化锡相对较高的成本也会导致二氧化锡纳米粉体成本过高，市场上 氯化锡为原料获得的二氧化锡粉体的价格是采用传统锡花硝酸法工艺生产的二氧化锡粉 体价格的3倍以上，以该二氧化锡粉体生产二氧化锡陶瓷，市场竞争力极弱，目前还没有企 业宣称其生产的二氧化锡陶瓷是采用氯化锡为原料的二氧化锡粉体生产的。
[0006] 综上所述，采用低成本直接生产的掺杂有固相烧结助剂锰离子的二氧化锡纳米粉 体为原料，烧结二氧化锡陶瓷是获得高致密度二氧化锡单相陶瓷的有效途径。
【发明内容】
[0007] 为了克服现有二氧化锡陶瓷的制备方法的上述不足，本发明提供一种生产成本 低、粉体烧结性能佳、获得的二氧化锡陶瓷致密度高的高致密度二氧化锡单相陶瓷的制备 方法。
[0008] 本发明解决其技术问题的技术方案是：一种高致密度二氧化锡单相陶瓷的制备方 法，包括下列步骤： A. 将聚乙二醇600置于带有加热、搅拌功能的密闭反应釜中，开启加热、搅拌，加热至 密闭反应釜内温度至80°C ~120°C，搅拌转速为280转/分钟~430转/分钟，将锡箔倒入反 应釜中，向反应釜通入压缩氧气，反应至锡箔全部溶解，停止加热，再将醋酸锰加入到上述 溶液中得到含有锡、锰离子的稳定的混合溶液； 其中，聚乙二醇600的质量为锡箔质量的0. 6~0. 9倍，压缩氧气的质量为锡箔质量的 0. 5?0. 7倍，锰与锡的物质的量之比为1:62. 5?500 ; B. 将步骤A制备得到的含有锡、锰离子的稳定的混合溶液加入到带有加热、搅拌功 能反应釜中，并向反应釜中加热油酸，油酸质量和步骤A中的聚乙二醇600的质量之比为 2~4:1，反应釜加热至330°C ~340°C，搅拌速度为70转/分钟~100转/分，搅拌反应5小时 后停止加热、搅拌，将反应产物泵入到板框压滤机中进行固液分离，并将滤饼置于去离子水 中浸泡洗涤若干遍，每洗涤一遍更换一次去离子水，只是洗涤后去离子水中的油酸的质量 百分含量低于〇. 1%，然后将滤饼于180°C烘干至水分质量百分含量低于0. 5%，将烘干的滤 饼先进行机械粉碎、再进行气流粉碎即得到锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体； C. 将获得的锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体和聚乙烯醇、去离子水混合，其中锰掺杂二 氧化锡单相纳米粉体的质量百分含量为30%，聚乙烯醇的质量百分含量为0.2%，去离子 水的质量百分含量为69. 8%，采用高剪切乳化机进行搅拌得到稳定浆料； 将浆料泵入到压力喷雾干燥机进行喷雾造粒，压力喷雾干燥机的热源温度为300°C，压 力喷雾干燥机的出口温度为160°C ; 将经压力喷雾干燥机喷雾造粒得到的粉体进行模压成型得到相对密度为55飞8%的二 氧化锡陶瓷坯体，将该陶瓷坯体于90(n〇0(TC烧结保温5~7小时即获得高致密度二氧化锡 单相陶瓷。
[0009] 本发明的有益效果在于：生产成本低、粉体烧结性能佳、获得的二氧化锡陶瓷致密 度高。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合【具体实施方式】对本发明作进一步详细说明。
[0011] 实施例一 一种高致密度二氧化锡单相陶瓷的制备方法，包括下列步骤： A. 将聚乙二醇600置于带有加热、搅拌功能的密闭反应釜中，开启加热、搅拌，加热至 密闭反应釜内温度至l〇〇°C，搅拌转速为350转/分钟，将锡箔倒入反应釜中，向反应釜通入 压缩氧气，反应至锡箔全部溶解，停止加热，再将醋酸锰加入到上述溶液中得到含有锡、锰 离子的稳定的混合溶液； 其中，聚乙二醇600的质量为锡箔质量的0. 7倍，压缩氧气的质量为锡箔质量的0. 6 倍，锰与锡的物质的量之比为1:300 ; B. 将步骤A制备得到的含有锡、锰离子的稳定的混合溶液加入到带有加热、搅拌功能 反应釜中，并向反应釜中加热油酸，油酸质量和步骤A中的聚乙二醇600的质量之比为3:1， 反应釜加热至335°C，搅拌速度为80转/分，搅拌反应5小时后停止加热、搅拌，将反应产物 泵入到板框压滤机中进行固液分离，并将滤饼置于去离子水中浸泡洗涤若干遍，每洗涤一 遍更换一次去离子水，只是洗涤后去离子水中的油酸的质量百分含量低于〇. 1%，然后将滤 饼于180°C烘干至水分质量百分含量低于0. 5%，将烘干的滤饼先进行机械粉碎(例如球磨、 研磨等)、再进行气流粉碎即得到锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体； C. 将获得的锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体和聚乙烯醇、去离子水混合，其中锰掺杂二 氧化锡单相纳米粉体的质量百分含量为30%，聚乙烯醇的质量百分含量为0.2%，去离子 水的质量百分含量为69. 8%，采用高剪切乳化机进行搅拌得到稳定浆料； 将浆料泵入到压力喷雾干燥机进行喷雾造粒，压力喷雾干燥机的热源温度为300°C，压 力喷雾干燥机的出口温度为160°C ; 将经压力喷雾干燥机喷雾造粒得到的粉体进行模压成型得到相对密度为55飞8%的 二氧化锡陶瓷坯体(这里的相对密度是指二氧化锡陶瓷坯体相对于二氧化锡陶瓷实体的密 度)，将该陶瓷坯体于950°C烧结保温6小时即获得高致密度二氧化锡单相陶瓷，对陶瓷进 行X射线衍射测试显示为二氧化锡单相。
[0012] 实施例二 一种高致密度二氧化锡单相陶瓷的制备方法，包括下列步骤： A. 将聚乙二醇600置于带有加热、搅拌功能的密闭反应釜中，开启加热、搅拌，加热至 密闭反应釜内温度至95°C，搅拌转速为280转/分钟，将锡箔倒入反应釜中，向反应釜通入 压缩氧气，反应至锡箔全部溶解，停止加热，再将醋酸锰加入到上述溶液中得到含有锡、锰 离子的稳定的混合溶液； 其中，聚乙二醇600的质量为锡箔质量的0. 9倍，压缩氧气的质量为锡箔质量的0. 58 倍，锰与锡的物质的量之比为1:62. 5 ; B. 将步骤A制备得到的含有锡、锰离子的稳定的混合溶液加入到带有加热、搅拌功 能反应釜中，并向反应釜中加热油酸，油酸质量和步骤A中的聚乙二醇600的质量之比为 3. 5: 1，反应釜加热至340°C，搅拌速度为85转/分，搅拌反应5小时后停止加热、搅拌，将反 应产物泵入到板框压滤机中进行固液分离，并将滤饼置于去离子水中浸泡洗涤若干遍，每 洗涤一遍更换一次去离子水，只是洗涤后去离子水中的油酸的质量百分含量低于0. 1%，然 后将滤饼于180°C烘干至水分质量百分含量低于0. 5%，将烘干的滤饼先进行机械粉碎、再 进行气流粉碎即得到锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体； C.将获得的锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体和聚乙烯醇、去离子水混合，其中锰掺杂二 氧化锡单相纳米粉体的质量百分含量为30%，聚乙烯醇的质量百分含量为0.2%，去离子 水的质量百分含量为69. 8%，采用高剪切乳化机进行搅拌得到稳定浆料； 将浆料泵入到压力喷雾干燥机进行喷雾造粒，压力喷雾干燥机的热源温度为300°C，压 力喷雾干燥机的出口温度为160°C ; 将经压力喷雾干燥机喷雾造粒得到的粉体进行模压成型得到相对密度为55飞8%的二 氧化锡陶瓷坯体，将该陶瓷坯体于900°C烧结保温5小时即获得高致密度二氧化锡单相陶 瓷，对陶瓷进行X射线衍射测试显示为二氧化锡单相。
[0013] 实施例三 一种高致密度二氧化锡单相陶瓷的制备方法，包括下列步骤： A. 将聚乙二醇600置于带有加热、搅拌功能的密闭反应釜中，开启加热、搅拌，加热至 密闭反应釜内温度至80°C，搅拌转速为420转/分钟，将锡箔倒入反应釜中，向反应釜通入 压缩氧气，反应至锡箔全部溶解，停止加热，再将醋酸锰加入到上述溶液中得到含有锡、锰 离子的稳定的混合溶液； 其中，聚乙二醇600的质量为锡箔质量的0. 65倍，压缩氧气的质量为锡箔质量的0. 55 倍，锰与锡的物质的量之比为1:100 ; B. 将步骤A制备得到的含有锡、锰离子的稳定的混合溶液加入到带有加热、搅拌功 能反应釜中，并向反应釜中加热油酸，油酸质量和步骤A中的聚乙二醇600的质量之比为 2. 1: 1，反应釜加热至330°C，搅拌速度为100转/分，搅拌反应5小时后停止加热、搅拌，将 反应产物泵入到板框压滤机中进行固液分离，并将滤饼置于去离子水中浸泡洗涤若干遍， 每洗涤一遍更换一次去离子水，只是洗涤后去离子水中的油酸的质量百分含量低于0. 1%， 然后将滤饼于180°C烘干至水分质量百分含量低于0. 5%，将烘干的滤饼先进行机械粉碎、 再进行气流粉碎即得到锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体； C. 将获得的锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体和聚乙烯醇、去离子水混合，其中锰掺杂二 氧化锡单相纳米粉体的质量百分含量为30%，聚乙烯醇的质量百分含量为0.2%，去离子 水的质量百分含量为69. 8%，采用高剪切乳化机进行搅拌得到稳定浆料； 将浆料泵入到压力喷雾干燥机进行喷雾造粒，压力喷雾干燥机的热源温度为300°C，压 力喷雾干燥机的出口温度为160°C ; 将经压力喷雾干燥机喷雾造粒得到的粉体进行模压成型得到相对密度为55飞8%的二 氧化锡陶瓷坯体，将该陶瓷坯体于KKKTC烧结保温5. 2小时即获得高致密度二氧化锡单相 陶瓷，对陶瓷进行X射线衍射测试显示为二氧化锡单相。
[0014] 实施例四 一种高致密度二氧化锡单相陶瓷的制备方法，包括下列步骤： A.将聚乙二醇600置于带有加热、搅拌功能的密闭反应釜中，开启加热、搅拌，加热至 密闭反应釜内温度至120°C，搅拌转速为410转/分钟，将锡箔倒入反应釜中，向反应釜通入 压缩氧气，反应至锡箔全部溶解，停止加热，再将醋酸锰加入到上述溶液中得到含有锡、锰 离子的稳定的混合溶液； 其中，聚乙二醇600的质量为锡箔质量的0. 85倍，压缩氧气的质量为锡箔质量的0. 5 倍，锰与锡的物质的量之比为1:70 ; B. 将步骤A制备得到的含有锡、锰离子的稳定的混合溶液加入到带有加热、搅拌功能 反应釜中，并向反应釜中加热油酸，油酸质量和步骤A中的聚乙二醇600的质量之比为2:1， 反应釜加热至333°C，搅拌速度为70转/分，搅拌反应5小时后停止加热、搅拌，将反应产物 泵入到板框压滤机中进行固液分离，并将滤饼置于去离子水中浸泡洗涤若干遍，每洗涤一 遍更换一次去离子水，只是洗涤后去离子水中的油酸的质量百分含量低于〇. 1%，然后将滤 饼于180°C烘干至水分质量百分含量低于0. 5%，将烘干的滤饼先进行机械粉碎、再进行气 流粉碎即得到锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体； C. 将获得的锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体和聚乙烯醇、去离子水混合，其中锰掺杂二 氧化锡单相纳米粉体的质量百分含量为30%，聚乙烯醇的质量百分含量为0.2%，去离子 水的质量百分含量为69. 8%，采用高剪切乳化机进行搅拌得到稳定浆料； 将浆料泵入到压力喷雾干燥机进行喷雾造粒，压力喷雾干燥机的热源温度为300°C，压 力喷雾干燥机的出口温度为160°C ; 将经压力喷雾干燥机喷雾造粒得到的粉体进行模压成型得到相对密度为55飞8%的二 氧化锡陶瓷坯体，将该陶瓷坯体于960°C烧结保温7小时即获得高致密度二氧化锡单相陶 瓷，对陶瓷进行X射线衍射测试显示为二氧化锡单相。
[0015] 实施例五 一种高致密度二氧化锡单相陶瓷的制备方法，包括下列步骤： A. 将聚乙二醇600置于带有加热、搅拌功能的密闭反应釜中，开启加热、搅拌，加热至 密闭反应釜内温度至85°C，搅拌转速为430转/分钟，将锡箔倒入反应釜中，向反应釜通入 压缩氧气，反应至锡箔全部溶解，停止加热，再将醋酸锰加入到上述溶液中得到含有锡、锰 离子的稳定的混合溶液； 其中，聚乙二醇600的质量为锡箔质量的0. 6倍，压缩氧气的质量为锡箔质量的0. 67 倍，锰与锡的物质的量之比为1:500 ; B. 将步骤A制备得到的含有锡、锰离子的稳定的混合溶液加入到带有加热、搅拌功 能反应釜中，并向反应釜中加热油酸，油酸质量和步骤A中的聚乙二醇600的质量之比为 2. 5: 1，反应釜加热至336°C，搅拌速度为95转/分，搅拌反应5小时后停止加热、搅拌，将反 应产物泵入到板框压滤机中进行固液分离，并将滤饼置于去离子水中浸泡洗涤若干遍，每 洗涤一遍更换一次去离子水，只是洗涤后去离子水中的油酸的质量百分含量低于0. 1%，然 后将滤饼于180°C烘干至水分质量百分含量低于0. 5%，将烘干的滤饼先进行机械粉碎、再 进行气流粉碎即得到锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体； C. 将获得的锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体和聚乙烯醇、去离子水混合，其中锰掺杂二 氧化锡单相纳米粉体的质量百分含量为30%，聚乙烯醇的质量百分含量为0.2%，去离子 水的质量百分含量为69. 8%，采用高剪切乳化机进行搅拌得到稳定浆料； 将浆料泵入到压力喷雾干燥机进行喷雾造粒，压力喷雾干燥机的热源温度为300°C，压 力喷雾干燥机的出口温度为160°C ; 将经压力喷雾干燥机喷雾造粒得到的粉体进行模压成型得到相对密度为55飞8%的二 氧化锡陶瓷坯体，将该陶瓷坯体于920°C烧结保温5. 5小时即获得高致密度二氧化锡单相 陶瓷，对陶瓷进行X射线衍射测试显示为二氧化锡单相。
[0016] 实施例六 一种高致密度二氧化锡单相陶瓷的制备方法，包括下列步骤： A. 将聚乙二醇600置于带有加热、搅拌功能的密闭反应釜中，开启加热、搅拌，加热至 密闭反应釜内温度至1 l〇°C，搅拌转速为320转/分钟，将锡箔倒入反应釜中，向反应釜通入 压缩氧气，反应至锡箔全部溶解，停止加热，再将醋酸锰加入到上述溶液中得到含有锡、锰 离子的稳定的混合溶液； 其中，聚乙二醇600的质量为锡箔质量的0. 8倍，压缩氧气的质量为锡箔质量的0. 65 倍，锰与锡的物质的量之比为1:200 ; B. 将步骤A制备得到的含有锡、锰离子的稳定的混合溶液加入到带有加热、搅拌功 能反应釜中，并向反应釜中加热油酸，油酸质量和步骤A中的聚乙二醇600的质量之比为 3. 2: 1，反应釜加热至339°C，搅拌速度为72转/分，搅拌反应5小时后停止加热、搅拌，将反 应产物泵入到板框压滤机中进行固液分离，并将滤饼置于去离子水中浸泡洗涤若干遍，每 洗涤一遍更换一次去离子水，只是洗涤后去离子水中的油酸的质量百分含量低于0. 1%，然 后将滤饼于180°C烘干至水分质量百分含量低于0. 5%，将烘干的滤饼先进行机械粉碎、再 进行气流粉碎即得到锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体； C. 将获得的锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体和聚乙烯醇、去离子水混合，其中锰掺杂二 氧化锡单相纳米粉体的质量百分含量为30%，聚乙烯醇的质量百分含量为0.2%，去离子 水的质量百分含量为69. 8%，采用高剪切乳化机进行搅拌得到稳定浆料； 将浆料泵入到压力喷雾干燥机进行喷雾造粒，压力喷雾干燥机的热源温度为300°C，压 力喷雾干燥机的出口温度为160°C ; 将经压力喷雾干燥机喷雾造粒得到的粉体进行模压成型得到相对密度为55飞8%的二 氧化锡陶瓷坯体，将该陶瓷坯体于9KTC烧结保温6. 7小时即获得高致密度二氧化锡单相 陶瓷，对陶瓷进行X射线衍射测试显示为二氧化锡单相。
[0017] 实施例七 一种高致密度二氧化锡单相陶瓷的制备方法，包括下列步骤： A. 将聚乙二醇600置于带有加热、搅拌功能的密闭反应釜中，开启加热、搅拌，加热至 密闭反应釜内温度至90°C，搅拌转速为300转/分钟，将锡箔倒入反应釜中，向反应釜通入 压缩氧气，反应至锡箔全部溶解，停止加热，再将醋酸锰加入到上述溶液中得到含有锡、锰 离子的稳定的混合溶液； 其中，聚乙二醇600的质量为锡箔质量的0. 62倍，压缩氧气的质量为锡箔质量的0. 53 倍，锰与锡的物质的量之比为1:450 ; B. 将步骤A制备得到的含有锡、锰离子的稳定的混合溶液加入到带有加热、搅拌功能 反应釜中，并向反应釜中加热油酸，油酸质量和步骤A中的聚乙二醇600的质量之比为4:1， 反应釜加热至337°C，搅拌速度为82转/分，搅拌反应5小时后停止加热、搅拌，将反应产物 泵入到板框压滤机中进行固液分离，并将滤饼置于去离子水中浸泡洗涤若干遍，每洗涤一 遍更换一次去离子水，只是洗涤后去离子水中的油酸的质量百分含量低于0. 1%，然后将滤 饼于180°C烘干至水分质量百分含量低于0. 5%，将烘干的滤饼先进行机械粉碎、再进行气 流粉碎即得到锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体； C.将获得的锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体和聚乙烯醇、去离子水混合，其中锰掺杂二 氧化锡单相纳米粉体的质量百分含量为30%，聚乙烯醇的质量百分含量为0.2%，去离子 水的质量百分含量为69. 8%，采用高剪切乳化机进行搅拌得到稳定浆料； 将浆料泵入到压力喷雾干燥机进行喷雾造粒，压力喷雾干燥机的热源温度为300°C，压 力喷雾干燥机的出口温度为160°C ; 将经压力喷雾干燥机喷雾造粒得到的粉体进行模压成型得到相对密度为55飞8%的二 氧化锡陶瓷坯体，将该陶瓷坯体于970°C烧结保温6. 5小时即获得高致密度二氧化锡单相 陶瓷，对陶瓷进行X射线衍射测试显示为二氧化锡单相。
[0018] 实施例八 一种高致密度二氧化锡单相陶瓷的制备方法，包括下列步骤： A. 将聚乙二醇600置于带有加热、搅拌功能的密闭反应釜中，开启加热、搅拌，加热至 密闭反应釜内温度至105°C，搅拌转速为400转/分钟，将锡箔倒入反应釜中，向反应釜通入 压缩氧气，反应至锡箔全部溶解，停止加热，再将醋酸锰加入到上述溶液中得到含有锡、锰 离子的稳定的混合溶液； 其中，聚乙二醇600的质量为锡箔质量的0. 75倍，压缩氧气的质量为锡箔质量的0. 62 倍，锰与锡的物质的量之比为1:75 ; B. 将步骤A制备得到的含有锡、锰离子的稳定的混合溶液加入到带有加热、搅拌功 能反应釜中，并向反应釜中加热油酸，油酸质量和步骤A中的聚乙二醇600的质量之比为 2. 8: 1，反应釜加热至338°C，搅拌速度为75转/分，搅拌反应5小时后停止加热、搅拌，将反 应产物泵入到板框压滤机中进行固液分离，并将滤饼置于去离子水中浸泡洗涤若干遍，每 洗涤一遍更换一次去离子水，只是洗涤后去离子水中的油酸的质量百分含量低于0. 1%，然 后将滤饼于180°C烘干至水分质量百分含量低于0. 5%，将烘干的滤饼先进行机械粉碎、再 进行气流粉碎即得到锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体； C. 将获得的锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体和聚乙烯醇、去离子水混合，其中锰掺杂二 氧化锡单相纳米粉体的质量百分含量为30%，聚乙烯醇的质量百分含量为0.2%，去离子 水的质量百分含量为69. 8%，采用高剪切乳化机进行搅拌得到稳定浆料； 将浆料泵入到压力喷雾干燥机进行喷雾造粒，压力喷雾干燥机的热源温度为300°C，压 力喷雾干燥机的出口温度为160°C ; 将经压力喷雾干燥机喷雾造粒得到的粉体进行模压成型得到相对密度为55飞8%的二 氧化锡陶瓷坯体，将该陶瓷坯体于930°C烧结保温5. 8小时即获得高致密度二氧化锡单相 陶瓷，对陶瓷进行X射线衍射测试显示为二氧化锡单相。
[0019] 实施例九 一种高致密度二氧化锡单相陶瓷的制备方法，包括下列步骤： A.将聚乙二醇600置于带有加热、搅拌功能的密闭反应釜中，开启加热、搅拌，加热至 密闭反应釜内温度至115°C，搅拌转速为370转/分钟，将锡箔倒入反应釜中，向反应釜通入 压缩氧气，反应至锡箔全部溶解，停止加热，再将醋酸锰加入到上述溶液中得到含有锡、锰 离子的稳定的混合溶液； 其中，聚乙二醇600的质量为锡箔质量的0. 83倍，压缩氧气的质量为锡箔质量的0. 7 倍，锰与锡的物质的量之比为1:150 ; B. 将步骤A制备得到的含有锡、锰离子的稳定的混合溶液加入到带有加热、搅拌功 能反应釜中，并向反应釜中加热油酸，油酸质量和步骤A中的聚乙二醇600的质量之比为 3. 7: 1，反应釜加热至332°C，搅拌速度为90转/分，搅拌反应5小时后停止加热、搅拌，将反 应产物泵入到板框压滤机中进行固液分离，并将滤饼置于去离子水中浸泡洗涤若干遍，每 洗涤一遍更换一次去离子水，只是洗涤后去离子水中的油酸的质量百分含量低于0. 1%，然 后将滤饼于180°C烘干至水分质量百分含量低于0. 5%，将烘干的滤饼先进行机械粉碎、再 进行气流粉碎即得到锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体； C. 将获得的锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体和聚乙烯醇、去离子水混合，其中锰掺杂二 氧化锡单相纳米粉体的质量百分含量为30%，聚乙烯醇的质量百分含量为0.2%，去离子 水的质量百分含量为69. 8%，采用高剪切乳化机进行搅拌得到稳定浆料； 将浆料泵入到压力喷雾干燥机进行喷雾造粒，压力喷雾干燥机的热源温度为300°C，压 力喷雾干燥机的出口温度为160°C ; 将经压力喷雾干燥机喷雾造粒得到的粉体进行模压成型得到相对密度为55飞8%的二 氧化锡陶瓷坯体，将该陶瓷坯体于980°C烧结保温6. 3小时即获得高致密度二氧化锡单相 陶瓷，对陶瓷进行X射线衍射测试显示为二氧化锡单相。
【权利要求】
1. 一种高致密度二氧化锡单相陶瓷的制备方法，其特征在于包括下列步骤： A. 将聚乙二醇600置于带有加热、搅拌功能的密闭反应釜中，开启加热、搅拌，加热至 密闭反应釜内温度至80°C ~120°C，搅拌转速为280转/分钟~430转/分钟，将锡箔倒入反 应釜中，向反应釜通入压缩氧气，反应至锡箔全部溶解，停止加热，再将醋酸锰加入到上述 溶液中得到含有锡、锰离子的稳定的混合溶液； 其中，聚乙二醇600的质量为锡箔质量的0. 6~0. 9倍，压缩氧气的质量为锡箔质量的 0. 5?0. 7倍，锰与锡的物质的量之比为1:62. 5?500 ; B. 将步骤A制备得到的含有锡、锰离子的稳定的混合溶液加入到带有加热、搅拌功 能反应釜中，并向反应釜中加热油酸，油酸质量和步骤A中的聚乙二醇600的质量之比为 2~4:1，反应釜加热至330°C ~340°C，搅拌速度为70转/分钟~100转/分，搅拌反应5小时 后停止加热、搅拌，将反应产物泵入到板框压滤机中进行固液分离，并将滤饼置于去离子水 中浸泡洗涤若干遍，每洗涤一遍更换一次去离子水，只是洗涤后去离子水中的油酸的质量 百分含量低于〇. 1%，然后将滤饼于180°C烘干至水分质量百分含量低于0. 5%，将烘干的滤 饼先进行机械粉碎、再进行气流粉碎即得到锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体； C. 将获得的锰掺杂二氧化锡单相纳米粉体和聚乙烯醇、去离子水混合，其中锰掺杂二 氧化锡单相纳米粉体的质量百分含量为30%，聚乙烯醇的质量百分含量为0.2%，去离子 水的质量百分含量为69. 8%，采用高剪切乳化机进行搅拌得到稳定浆料； 将浆料泵入到压力喷雾干燥机进行喷雾造粒，压力喷雾干燥机的热源温度为300°C，压 力喷雾干燥机的出口温度为160°C ; 将经压力喷雾干燥机喷雾造粒得到的粉体进行模压成型得到相对密度为55飞8%的二 氧化锡陶瓷坯体，将该陶瓷坯体于90(n〇0(TC烧结保温5~7小时即获得高致密度二氧化锡 单相陶瓷。
【文档编号】C04B35/457GK104193322SQ201410425954
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年8月27日 优先权日:2014年8月27日
【发明者】张建荣, 谭芳, 方曙光 申请人:宁波今心新材料科技有限公司