一种钛钇共掺杂氧化锆常温半导体陶瓷材料的制备方法

摘要

本发明公开的一种钛钇共掺杂氧化锆常温半导体陶瓷材料的制备方法，包括以下步骤：将ZrO₂、Y₂O₃、Ti粉末进行混粉处理，然后取出烘干得到混合粉末；将混合粉末进行造粒压样得到成型样品；将成型样品进行排胶烧结；将排胶烧结完成的成型样品放入真空炉内进行高温烧结，随炉冷却后即得钛钇共掺杂氧化锆常温半导体陶瓷材料。本发明的一种钛钇共掺杂氧化锆常温半导体陶瓷材料的制备方法在ZrO₂中掺杂Y₂O₃，可以在晶格中产生带正电的氧离子空位，从而提高ZrO₂的导电性，ZrO₂材料中晶界相主要是由原料中SiO₂等杂质在烧结过程中向晶界偏析而形成的，Ti元素的掺杂，可使Ti元素富集在ZrO₂晶界位置，在常温下晶界提供可自由移动的电子，使得导电性能大幅提高。

主权项

一种钛钇共掺杂氧化锆常温半导体陶瓷材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将称量好的ZrO₂、Y₂O₃、Ti粉末放入混料罐中加入磨球进行混粉处理，混粉完毕后取出烘干得到混合粉末，其中，ZrO₂、Y₂O₃、Ti粉末的平均粒径均为5um，Y₂O₃粉末占ZrO₂粉末摩尔质量的3％‑8％，Ti粉末占ZrO₂粉末的质量分数为1％‑30％，所述磨球为氧化锆球，磨球质量与ZrO₂、Y₂O₃、Ti粉末质量之和相等，混粉时间为8h‑12h；步骤二，将步骤一中烘干得到的混合粉末进行造粒压样得到成型样品；步骤三，将步骤二中得到的成型样品进行排胶烧结，其在0℃‑200℃时升温速率为5℃‑10℃/min，200℃‑550℃时升温速率为2℃‑5℃/min，并在550℃时保温1h‑2.5h；步骤四，将步骤三排胶烧结完成的成型样品放入真空炉内进行高温烧结，所述高温烧结时烧结温度为1300℃‑1500℃，升温速率为5℃‑15℃/min，保温时间为1h‑3h，随炉冷却后即得钛钇共掺杂氧化锆常温半导体陶瓷材料。