一种陶瓷材料、其制备方法和应用与流程

本申请涉及陶瓷材料，具体而言，涉及一种陶瓷材料、其制备方法和应用。

背景技术：

1、目前，一般以氧化镁为传压介质材料。但是，在一些高温高压的传压场景中，氧化镁传压介质材料的绝热性质较差，传压效率较低，密封效果较差，传统的氧化镁传压介质材料不适应高温高压的传压过程。

2、为了提高传压介质的密封效果、传压效率和绝热性能，一般利用氧化钴掺杂氧化镁传压介质材料。但是，由于目前电池市场所用含钴材料较多，导致含钴材料原材料价格大幅上升，氧化钴价格昂贵，氧化钴掺杂氧化镁传压介质材料的价格较高。而且，氧化钴掺杂氧化镁传压介质材料具有制备流程复杂、致密度低、绝热性能差和压力输运效率低的缺点，并且无法应用于中子衍射/成像装置的高温高压加压模块。

技术实现思路

1、基于上述的不足，本申请提供了一种陶瓷材料、其制备方法和应用，以部分或全部地改善相关技术中传压介质应用性能不佳的问题。

2、本申请是这样实现的：

3、在第一方面，本申请的示例提供了一种陶瓷材料，陶瓷材料为氧化镁和氧化铬的固溶体。

4、在上述实现过程中，氧化镁和氧化铬的固溶体，具有良好的耐压缩性能，具有较高的传压效率。并且，氧化镁和氧化铬的固溶体具有优良的绝热性质，具有中子透明的作用，中子照射下不会发生活化，可以应用于中子衍射/成像装置的高温高压传压介质中。

5、结合第一方面，在一种可能的实施方式中，按质量百分含量计，形成固溶体的原料为50-99.5％的氧化镁和0.5-50％的氧化铬。

6、可选的，按质量百分含量计，形成固溶体的原料为70-99.5％的氧化镁和0.5-30％的氧化铬。

7、在上述实现过程中，按质量百分含量计，形成固溶体的原料为50-99.5％的氧化镁和0.5-50％的氧化铬，可以形成不同固溶度的氧化铬基体晶型或氧化镁基体晶型的固溶体。

8、结合第一方面，在一种可能的实施方式中，固溶体的气孔率为1-50％，密度为2.1-3.0g/cm3。

9、在第二方面，本申请的示例提供了一种陶瓷材料的制备方法，包括：

10、获取原料，原料包括用于形成固溶体的氧化物粉体，氧化物粉体为氧化镁粉体和氧化铬粉体；

11、预处理步骤：将原料混合均匀，然后压制成坯体；

12、固溶烧结步骤：在600-2000℃的温度下烧结1-20h，获得氧化镁和氧化铬的固溶体。

13、在上述实现过程中，利用氧化镁粉末和氧化铬粉末混合后制成坯体，然后将坯体升温至600-2000℃的温度下烧结1-20h，可以获得氧化镁和氧化铬的固溶体。氧化镁和氧化铬的固溶体具有良好的耐压缩性能，具有较高的传压效率。氧化镁和氧化铬的固溶体具有优良的绝热性质，具有中子透明的作用，中子照射下不会发生活化，可以应用于中子衍射/成像装置的高温高压传压介质中。

14、并且，上述制备方法工艺简单，能够制备出具有良好传压效率、绝热性能和中子透明度的氧化镁和氧化铬的固溶体。

15、结合第二方面，在一种可能的实施方式中，原料还包括理处剂。

16、结合第二方面，在一种可能的实施方式中，理处剂选自环氧树脂、玻璃水、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丁烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

17、结合第二方面，在一种可能的实施方式中，按质量百分数计，原料为50％-99.5％的氧化镁粉体、0.5-50％的氧化铬和不超过30％的理处剂。

18、在上述实现过程中，原料中添加有不超过30％的环氧树脂、玻璃水、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丁烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛或聚甲基丙烯酸甲酯等理处剂，能够使得用于形成固溶体的氧化物粉末充分混合，增加晶粒之间的结合，还能够减少陶瓷材料在烧结过程中的裂纹产生，并能抑制裂纹的延展，获得良好传压性能和绝热性能的固溶体。

19、结合第二方面，在一种可能的实施方式中，预处理步骤中，将混合均匀后的原料置于25～800℃进行预烧结，然后将预烧结后的混合粉体压制成坯体。

20、在上述实现过程中，在进行固溶烧结步骤前，先将利用理处剂混合后的原料置于25～800℃进行预烧结，可以进一步提高后续固溶烧结获得的传压性能和绝热性能。

21、结合第二方面，在一种可能的实施方式中，固溶烧结步骤中，在1000-1500℃的温度下烧结1-20h。

22、在上述实现过程中，将坯体置于1000-1500℃的温度下烧结1-20h，能够获得氧化镁-氧化铬的固溶体。

23、在第三方面，本申请示例提供了一种陶瓷材料在制备绝热介质、传压介质、x射线衍射介质、x射线成像介质、中子衍射介质和/或中子成像介质中的应用。

24、在上述实现过程中，本申请第一方面提供的固溶体陶瓷材料，具有较高的传压效率、良好的绝热性能以及中子透明性，中子照射下不会发生活化，可以利用本申请第一方面提供的固溶体陶瓷材料制备绝热介质、传压介质、x射线衍射介质、x射线成像介质、中子衍射介质和/或中子成像介质。

技术特征：

1.一种陶瓷材料，其特征在于，所述陶瓷材料为氧化镁和氧化铬的固溶体。

2.根据权利要求1所述的陶瓷材料，其特征在于，按质量百分含量计，形成所述固溶体的原料为50-99.5％的所述氧化镁和0.5-50％的所述氧化铬；

3.根据权利要求1或2所述的陶瓷材料，其特征在于，所述固溶体的气孔率为1-50％，密度为2.1-3.0g/cm3。

4.一种陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括：

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述原料还包括理处剂。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述理处剂选自环氧树脂、玻璃水、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚丁烯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩醛和聚甲基丙烯酸甲酯中的至少一种。

7.根据权利要求6所述的制备方法，其特征在于，按质量百分数计，所述原料为50％-99.5％的所述氧化镁粉体、0.5-50％的所述氧化铬和不超过30％的所述理处剂。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述预处理步骤中，将混合均匀后的所述原料置于25～800℃进行预烧结，然后将预烧结后的混合粉体压制成坯体。

9.根据权利要求4-8任一项所述的制备方法，其特征在于，所述固溶烧结步骤中，在1000-1500℃的温度下烧结1-20h。

10.一种权利要求1-3任一项所述的陶瓷材料在制备绝热介质、传压介质、x射线衍射介质、x射线成像介质、中子衍射介质和/或中子成像介质中的应用。

技术总结
一种陶瓷材料、其制备方法和应用，属于陶瓷材料技术领域。陶瓷材料为氧化镁和氧化铬的固溶体。氧化镁和氧化铬的固溶体，具有良好的耐压缩性能，具有较高的传压效率。并且，氧化镁和氧化铬的固溶体具有优良的绝热性质，具有中子透明的作用，中子照射下不会发生活化，可以应用于中子衍射的高温高压传压介质中。

技术研发人员：杜请
受保护的技术使用者：深圳市柏卡纳科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/5