氧化锆纤维胶体的制备工艺的制作方法

文档序号:16641680发布日期:2019-01-16 07:38阅读:264来源:国知局

本发明属于耐高温材料制备技术领域,具体涉及一种用于耐高温装备的硅晶制备工艺。



背景技术:

氧化锆具有熔点高、耐腐蚀、抗氧化、等物理化学性质,氧化锆纤维是目前使用温度最高的陶瓷纤维,在2000℃以上的高温工业窑炉和单晶炉中有广泛的应用。制备氧化锆纤维所必须的zro2胶体的方法主要有两类,一是采用无机锆盐水解法制备胶体,二是采用有机醇盐水解制备胶体,但由于有机醇盐极易水解,工艺控制较难,成本高,较少采用。目前利用无机锆盐制备胶体有几种技术路线,一是制过程中引入沉淀剂,使锆盐在一定的ph值条件下水解形成溶胶。但此种方法制备的溶胶体系杂质离子种类多,降低了胶体的稳定性,为了降低杂质离子的影响需要反复洗涤,工艺繁琐。二是采用氯氧化锆为原料,双氧水为水解促进剂,制备锆溶胶。此方法制备过程中不引入其他离子,能够制备高纯度的氧化锆溶胶,但制备过程中有氯气产生,容易产生污染。



技术实现要素:

针对上述背景技术存在的缺陷,本发明旨在提供一种污染率小的氧化锆纤维胶体制备工艺。

为此,本发明采用以下技术方案:氧化锆纤维胶体的制备工艺,其特征是:步骤一,将zrocl2·8h20溶于无水ch3oh,溶解时温度使其保持在35-45摄氏度;步骤二,溶解完全后,加入乙酰丙酮,并将温度降至15摄氏度以下,通入nh3,直至其ph=7.2-7.5;步骤三,保持0.8-3小时后,过滤去除其中生成的盐分nh4cl,然后在真空条件下进行浓缩,对ch3oh回收后,得到具有黏度的胶状物。

步骤一中的溶解时温度优选为40摄氏度。

步骤三中的保持时间优选为1小时。

氧化锆纤维胶体的制备工艺,其特征是,步骤一,包括以下制作步骤:将zrocl2·8h20溶于无水ch3oh,溶解时温度使其保持在35-45摄氏度;步骤二,溶解完全后,加入乙酰丙酮,并将温度降至15摄氏度以下,通入nh3,直至其ph=7.2-7.5;步骤三,保持0.8-3小时后,过滤去除其中生成的盐分nh4cl,然后在旋转蒸发仪中并在真空条件下将物料浓缩至粉末状;步骤四,将粉末状的物料用丙酮进行溶解,过滤去除其中的盐分,然后将其溶液浓缩至粉末状,再用ch3oh溶解后进行浓缩,浓缩时温度保持在35-40摄氏度,得到具有黏度的胶状物。

步骤一中的溶解时温度优选为40摄氏度。

步骤三中的保持时间优选为1小时。

所述的nh3通过加热浓氨水获取。

使用本发明可以达到以下有益效果:本发明制备高纯度氧化锆胶体,其固相含量调节范围宽并且稳定性好,其黏度在25摄氏度下达到30pa·s,用其制作的纤维经一系列高温处理后得到的产物可耐高温温度达到2000摄氏度。完全可适用于卫星、导弹、高温炉(蓝宝石制作)等硅晶的制备。本发明利用nh3代替了有机碱,例如乙二胺、三乙胺等。其中这些有机碱价格贵,反应后产生的三废多,污染大;而用nh3反应温和,原料易取得价格低,产生的nh4cl易处理可当肥料等。

具体实施方式

实施方式一:氧化锆纤维胶体的制备包括以下制作步骤:步骤一,将zrocl2·8h20溶于无水ch3oh,溶解时温度使其保持在40摄氏度;步骤二,溶解完全后,加入乙酰丙酮,并将温度降至15摄氏度以下,通入nh3,直至其ph=7.2-7.5;步骤三,保持1小时后,过滤去除其中生成的盐分nh4cl,然后在真空条件下进行浓缩,对ch3oh回收后,得到具有黏度的胶状物可加工成纤维。

实施方式二:氧化锆纤维胶体的制备包括以下制作步骤:步骤一,将zrocl2·8h20溶于无水ch3oh,溶解时温度使其保持在45摄氏度;步骤二,溶解完全后,加入乙酰丙酮,并将温度降至15摄氏度以下,通入nh3,直至其ph=7.2-7.5;步骤三,保持1.5小时后,过滤其中生成的盐分nh4cl,然后在真空条件下进行浓缩,对ch3oh回收后,得到具有黏度的胶状物可加工成纤维。

实施方式三:氧化锆纤维胶体的制备包括以下制作步骤:将zrocl2·8h20溶于无水ch3oh,溶解时温度使其保持在35摄氏度;步骤二,溶解完全后,加入乙酰丙酮,并将温度降至15摄氏度以下,通入nh3,直至其ph=7.2-7.5;步骤三,保持0.8小时后,过滤其中生成的盐分nh4cl,然后在旋转蒸发仪中并在真空条件下将物料浓缩至粉末状;步骤四,将粉末状的物料用丙酮进行溶解,过滤取出其中的盐分,然后将其溶液浓缩至粉末状,再用naoh溶解后进行浓缩,浓缩时温度保持在35-40摄氏度,得到具有黏度的胶状物可加工成纤维。

实施方式四:氧化锆纤维胶体的制备包括以下制作步骤:将zrocl2·8h20溶于无水ch3oh,溶解时温度使其保持在40摄氏度;步骤二,溶解完全后,加入乙酰丙酮,并将温度降至15摄氏度以下,通入nh3,直至其ph=7.2-7.5;步骤三,保持1小时后,过滤其中生成的盐分nh4cl,然后在旋转蒸发仪中并在真空条件下将物料浓缩至粉末状;步骤四,将粉末状的物料用丙酮进行溶解,过滤取出其中的盐分,然后将其溶液浓缩至粉末状,再用ch3oh溶解后进行浓缩,浓缩时温度保持在35-40摄氏度,得到具有黏度的胶状物可加工成纤维。

本发明的发明原理化学反应方程式如下:

一、

二、

三、

四、

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。



技术特征:

技术总结
氧化锆纤维胶体的制备工艺,本发明包括以下步骤:步骤一,将ZrOCl2·8H20溶于无水CH3OH,溶解时温度使其保持在35‑45摄氏度;步骤二,溶解完全后,加入乙酰丙酮,并将温度降至15摄氏度以下,通入NH3,直至其PH=7.2‑7.5;步骤三,保持0.8‑3小时后,过滤去除其中生成的盐分NH4Cl,然后在真空条件下进行浓缩,对CH3OH回收后,得到具有黏度的胶状物。本发明制备高纯度氧化锆胶体,其固相含量调节范围宽并且稳定性好,其黏度在25摄氏度下达到30Pa·s,用其制备的纤维经一系列高温处理后得到的产物可耐高温温度达到2000摄氏度。

技术研发人员:张永坚
受保护的技术使用者:张永坚
技术研发日:2017.07.03
技术公布日:2019.01.15
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