高纯金属复合氧化物粉末的制作方法

专利名称：高纯金属复合氧化物粉末的制作方法
技术领域：
本发明涉及金属氧化物粉末材料，特别是涉及一类高纯金属复合氧化物粉末材料。
背景技术：
金属氧化物粉末一般作为功能和结构性陶瓷的基础原料，如荧光材料，介电陶瓷，压电陶瓷铁电铁氧体，催化剂载体材料，人工晶体等等。而用作原料的金属氧化物通常采取一定的混合方式，经压制成型，烧结工艺得到具有一定使用目的的陶瓷材料。金属氧化物粉末的特性，如纯度，粒度分布，比表面积对成型和烧结工艺影响较大，最终对陶瓷材料性能产生决定性影响。使用金属复合氧化物粉末材料的目的有的是作为主晶相的反应物参与高温化学合成反应，有的是作为增强相改善主体晶相的各项结构或功能性指标，有的仅仅是为了降低烧结温度，而有的是为了增大比表面积提高催化活性，在现阶段陶瓷功能性材料和结构性材料，以及催化领域有着重要的用途，随着工业技术进步的发展，应用领域可能还会进一步扩展。
金属复合氧化物粉末材料一般是由至少两种以上的不同金属的氧化物的混合物构成的粉末材料，而通常意义上的金属复合氧化物粉末材料包含金属氧化物，金属氢氧化物或金属氧化物和金属氢氧化物的复合，呈现出无水，或水合的状态，晶态和非晶态两种形式都存在。传统的金属复合氧化物仅仅只是几种金属氧化物的机械混合物，目前较为常见的采用共沉淀，喷雾热解法获得的金属复合氧化物粉末也存在复合不均匀，粒度分布宽，纯度低，粉末易于团聚等缺点。
根据陶瓷材料的体系和使用目的的不同，金属复合氧化物的组成及其相应的物化特性要求有着很大的差异。但不管何种体系，对金属复合氧化物的基本要求是一致的，首先要求混合均匀，尤其是在分子尺度水平上的复合有利于金属复合氧化物在后续产品加工的利用；其次要求粉末粒度分布均匀，无团聚，分散性好。尤其是目前元器件小型化的进展，对金属复合氧化物粉末粒径尺寸，分布以及纯度提出了很高的要求。

发明内容
本发明的目的是提出一类在分子尺度范围内均匀混合的，粉末粒径可控，分布较窄，无团聚，分散性好的高纯金属复合氧化物粉末材料，避免技术背景中所指出的目前所使用金属复合氧化物的缺点。
发明所提出的高纯金属复合氧化物粉末材料，含有镁(Mg)，钙(Ca)，锶(Sr)，钡(Ba)，铝(Al)，锌(Zn)，镓(Ga)，铟(In)等元素组分中至少两个组分元素。其化学组成为xM/2On1·yM//2On2·zM///2On3·……xM/(OH)n1·yM//(OH)n2·zM///(OH)n3·……其中M/，M//，M///……为镁(Mg)，钙(Ca)，锶(Sr)，钡(Ba)，铝(Al)，锌(Zn)，镓(Ga)，铟(In)金属元素中的任一各元素，n1，n2，n3……为对应金属M/，M//，M///……的化合价。各系数范围为0.1≤x≤1，0.1≤y≤1，0.1≤z≤1，……。高纯金属复合氧化物粉末材料中的杂质含量小于0.1％。
其各项性能指标如下1、高纯金属复合氧化物粉末材料的成分如表1(采用ICP方法测试)。
表1高纯金属复合氧化物粉末材料杂质含量

2、高纯金属复合氧化物粉末材料粒度分布如下要求(采用激光粒度仪测试)粒度分布为正态分布，分布曲线如

图1所示。
中位径D50为xM/2On1·yM//2On2·zM///2On3在1～20μm；xM/(OH)n1·yM//(OH)n2·zM///(OH)n3在1～50μm。
xM/2On1·yM//2On2·zM///2On30.35≤D25/D75≤0.8；xM/(OH)n1·yM//(OH)n2·zM///(OH)n30.4≤D25/D75≤0.9。
中位径D50和D25/D75大小可通过气流粉碎和分级工艺控制。
3、高纯金属复合氧化物粉末材料比表面积(BET测试)xM/2On1·yM//2On2·zM///2On32m2/g≤BET≤50m2/g；xM/(OH)n1·yM//(OH)n2·zM///(OH)n3100m2/g≤BET≤300m2/g。
3、高纯金属复合氧化物粉末材料松装比重xM/2On1·yM//2On2·zM///2On30.3g/cm3～0.5g/cm3；xM/(OH)n1·yM//(OH)n2·zM///(OH)n30.2g/cm3～0.5g/cm3。
图1为本发明金属复合氧化物粉末粒度分布图。
具体实施例方式实施例1长余辉材料用原料Al2O3·SrO金属复合氧化物粉末性能指标参见表2、表3。
实施例2透明陶瓷MgAlO2前驱体AlO3·Mg2O金属复合氧化物粉末性能指标参见表2、表3。
实施例3催化剂载体材料Al(OH)3·0.4MgOH金属复合氧化物粉末性能指标参见表2、表3。
实施例4氧化铝改性氧化锌原料0.1Al2O3·ZnO性能指标参见表2、表3。
表2高纯金属复合氧化物粉末材料杂质含量分析结果

表3高纯金属复合氧化物粉末材料其他分析结果

权利要求
1.高纯金属复合氧化物粉末材料，其化学组成为xM′2On1·yM″2On2·zM2On3·……xM′(OH)n1·yM″(OH)n2·zM(OH)n3·……其中M′，M″，M为镁(Mg)，钙(Ca)，锶(Sr)，钡(Ba)，铝(Al)，锌(Zn)，镓(Ga)，铟(In)金属元素中的任一各元素，n1，n2，n3……，为对应金属M′，M″，M……的化合价，各系数范围为0.1≤x≤1，0.1≤y≤1，0.1≤z≤1，……。
2.根据权利要求1所述的高纯金属复合氧化物粉末材料，其特征在于高纯金属复合氧化物是由镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、铝(Al)、锌(Zn)、镓(Ga)、铟(In)金属元素中至少两种金属元素氧化物构成的金属复合氧化物粉末材料。
3.根据权利要求1所述的高纯金属复合氧化物粉末材料，其特征在于高纯金属复合氧化物粉末材料中的杂质含量小于0.1％。
4.根据权利要求1所述的高纯金属复合氧化物粉末材料，其特征在于高纯金属复合氧化物粉末材料分布为正态分布，中位径D50为xM′2On1y·M′On2·zM2On3在1～20μm之间；xM′(OH)n1·yM″(OH)n2·zM(OH)n3在1～50μm之间。
5.根据权利要求1所述的高纯金属复合氧化物粉末材料，其特征在于高纯金属复合氧化物粉末材料D25/D75为xM′2On1·yM″2On2·zM2On3在0.35～0.8之间；xM′(OH)n1·yM″(OH)n2·zM(OH)n3在0.4～0.9之间。
6.根据权利要求1所述的高纯金属复合氧化物粉末材料，其特征在于高纯金属复合氧化物粉末材料的比表面积为xM′2On1·yM″2On2·zM2On3在2m2/g～50m2/g之间；xM′(OH)n1·yM″(OH)n2·zM(OH)n3在100m2/g～300m2/g之间。
7.根据权利要求1所述的高纯金属复合氧化物粉末材料，其特征在于高纯金属复合氧化物粉末材料的松装密度为xM′2On1·yM″2On2·zM2On3在0.3g/cm3～0.5g/cm3之间；xM′(OH)n1·yM″(OH)n2·zM(OH)n3在0.2g/cm3～0.5g/cm3之间。
8.根据权利要求1所述的高纯金属复合氧化物粉末材料，其特征在于高纯金属复合氧化物粉末材料应用于荧光材料、结构功能陶瓷材料、催化剂载体材料或人工晶体激光材料。
全文摘要
本发明公开了一类在分子尺度范围内均匀混合的，粉末粒径可控，分布较窄，无团聚，分散性好的高纯金属复合氧化物粉末材料。其化学组成为xM′
文档编号C04B35/626GK1844036SQ20061001086
公开日2006年10月11日 申请日期2006年4月27日 优先权日2006年4月27日
发明者胡劲, 施安, 王开军, 刘建良, 徐茂, 施鸿, 李雄 申请人:昆明贵金属研究所