盲专网 - 一种共晶高熵氧化物粉体材料及制备方法

专利申请流程有哪些步骤？

申请

申请号：指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。

申请日：提出专利申请之日。

2019-09-19

申请公布

申请公布指发明专利申请经初步审查合格后，自申请日（或优先权日）起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。

申请公布号：专利申请过程中，在尚未取得专利授权之前，国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。

申请公布日：申请公开的日期，即在专利公报上予以公开的日期。

2019-12-27

授权

授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由，授予发明专利权；或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由，授予实用新型专利权或外观设计专利权。

2021-09-21

预估到期

发明专利权的期限为二十年，实用新型专利权期限为十年，外观设计专利权期限为十五年，均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。

2039-09-19

基本信息

有效性	有效专利	专利类型	发明专利
申请号	CN201910886276.7	申请日	2019-09-19
公开/公告号	CN110526706B	公开/公告日	2021-09-21
授权日	2021-09-21	预估到期日	2039-09-19
申请年	2019年	公开/公告年	2021年
缴费截止日
分类号	C04B35/453 、C04B35/626	主分类号	C04B35/453
是否联合申请	独立申请	文献类型号	B
独权数量	1	从权数量	2
权利要求数量	3	非专利引证数量	1
引用专利数量	0	被引证专利数量	0
非专利引证	1、CN 108821351 A,2018.11.16CN 109052491 A,2018.12.21CN 108946787 A,2018.12.07US 4256722 A,1981.03.17CN 109019701 A,2018.12.18王忠兵等.Mn-Co-Zn-O系NTC热敏陶瓷的研究《.电子元件与材料》.2010,第29卷(第8期),;
引用专利		被引证专利
专利权维持	2	专利申请国编码	CN
专利事件		事务标签	公开、实质审查、授权

申请人信息

申请人	安徽工业大学	第一申请人	安徽工业大学
专利权人	安徽工业大学	当前专利权人	安徽工业大学
发明人	冒爱琴、谢鸿翔、项厚政、俞海云、郑翠红、林娜	第一发明人	冒爱琴
地址	安徽省马鞍山市湖东路59号	邮编	243002
申请人数量	1	发明人数量	6
申请人所在省	安徽省	申请人所在市	安徽省马鞍山市

代理人信息

代理机构

专利代理机构是经省专利管理局审核，国家知识产权局批准设立，可以接受委托人的委托，在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。

合肥顺超知识产权代理事务所

代理人

专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务，取得一定资格的人。

张芳

摘要

本发明提供一种共晶高熵氧化物粉体材料及其制备方法，涉及高熵氧化物粉体材料技术领域，该共晶高熵氧化物分子式为Mnx(CoMgNiZn)1‑xO(x的值为0.1～0.7)。本发明通过改变金属阳离子的比例，来调节共晶高熵氧化物中岩盐相和尖晶石相的比例，从而定制某些物理化学性能，满足一些特殊的使用需求。同时本发明采用反应过程简单的溶液燃烧合成法制备共晶高熵合金粉体材料，制备过程采用液相配料，确保原料达到分子水平混匀，保证最终产物组成和显微结构的均一，且所制备的共晶高熵氧化物粉体材料比表面积和晶粒尺寸可控。

摘要附图
说明书附图：图1
说明书附图：图2
说明书附图：图3
说明书附图：图4

法律状态

序号	法律状态公告日	法律状态	法律状态信息
1	2021-09-21	授权
2	2019-12-27	实质审查的生效	IPC(主分类): C04B 35/453 专利申请号: 201910886276.7 申请日: 2019.09.19
3	2019-12-03	公开

权利要求

权利要求书是申请文件最核心的部分，是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。

1.一种共晶高熵氧化物粉体材料的制备方法，其特征在于：采用溶液燃烧法制备共晶高熵氧化物粉体，称取0.287 g的Mn(NO3)2•6H2O、2.619 g的Co(NO3)2•6H2O、2.308 g的Mg(NO3)2•6H2O、2.617 g的Ni(NO3)2•6H2O和2.678 g的Zn(NO3)2•6H2O，溶于4.5 mL蒸馏水中，在室温下搅拌均匀，得到含有五种金属阳离子的混合溶液；然后称取6.666 g葡萄糖加入上述混合溶液中，搅拌均匀，获得透明的溶胶；接着将上述透明的溶胶置于100℃的烘箱中干燥，蒸发水分后得到粘稠的凝胶；最后将上述凝胶置于马弗炉中，并在550℃保温1 h，得到晶体结构为岩盐相为91.4%、尖晶石相为8.6%、平均晶粒尺寸为53 nm的共晶氧化物粉体材料。

2.一种共晶高熵氧化物粉体材料的制备方法，其特征在于：采用溶液燃烧法制备共晶高熵氧化物粉体，称取2.009 g的Mn(NO3)2•6H2O、0.873 g的Co(NO3)2•6H2O、0.769 g的Mg(NO3)2•6H2O、0.872 g的Ni(NO3)2•6H2O和0.893 g的Zn(NO3)2•6H2O，溶于2 mL蒸馏水中，在室温下搅拌均匀，得到含有五种金属阳离子的混合溶液；然后称取1.825 g柠檬酸加入上述混合溶液中，搅拌均匀，获得透明的溶胶；接着将上述透明的溶胶置于100℃的烘箱中干燥，蒸发水分后得到粘稠的凝胶；最后将上述凝胶置于马弗炉中，并在950℃保温1 h，得到晶体结构为岩盐相为5.9%、尖晶石相为94.1%、平均晶粒尺寸为44 nm的共晶氧化物粉体材料。

3.一种共晶高熵氧化物粉体材料，其特征在于：该共晶高熵氧化物粉体材料由权利要求1或2所述的制备方法制备得到。

说明书

技术领域

[0001] 本发明涉及高熵氧化物粉体材料技术领域，特别涉及一种共晶高熵氧化物粉体材料，具体为具有岩盐和尖晶石结构的双相Mnx(CoMgNiZn)1‑xO高熵氧化物材料及其制备方法。

背景技术

[0002] 近年来，国内外材料科研工作者将高熵合金的设计理念拓展到高熵陶瓷材料领域，开发出一系列高熵碳化物、高熵氮化物、高熵硼化物、高熵硫化物和高熵硅化物等新型陶瓷材料。2015年，一种全新的被称为高熵氧化物(High‑entropy Oxides,HEOs)的材料，由于原子无序分布的特点而具有极高的稳定性，自问世以来，因其独特的性能，如极高的热稳定性、独特的磁学性能、高效的锂离子储存性能、巨大的介电性能以及优异的催化性能等引起了广大学者的兴趣。高熵氧化物，又称做熵稳氧化物，由五种或五种以上的氧化物以等摩尔或近等摩尔构成，其熵大于等于1.61R。总所周知，在高熵合金领域，相对于具有单一固溶体结构的高熵合金，共晶高熵合金，由于具有高的强度和延展性引起了人们的广泛关注。

[0003] 关于高熵氧化物，目前国内外科研工作者已经采用高温固相反应法、磁控溅射法、热解法、溶液燃烧反应法和共沉淀法制备出具有单一岩盐型、尖晶石型、萤石型和钙钛矿型的高熵氧化物。但是，目前还未发现关于共晶高熵氧化物的相关报道。

发明内容

[0004] (一)解决的技术问题

[0005] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种共晶高熵氧化物粉体材料及制备方法，具体为设计一种新型的具有岩盐和尖晶石结构的五元共晶高熵氧化物材料，本发明的另一个方面还在于采用一种操作方便、实用性强和便于推广的制备方法—溶液燃烧法，并通过控制反应原料的比例，获得具有高比表面积、具有不同岩盐和尖晶石相组成的共晶高熵氧化物纳米晶粉体材料。

[0006] (二)技术方案

[0007] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

[0008] 一种共晶高熵氧化物粉体材料，该共晶高熵氧化物由岩盐和尖晶石结构组成，化学式为Mnx(CoMgNiZn)1‑xO，其中x的值为0.1～0.7。

[0009] 上述共晶高熵氧化物粉体材料的制备方法，包括以下步骤：

[0010] (1)按照分子式Mnx(CoMgNiZn)1‑xO，称取化学计量比的金属硝酸盐，溶于一定量的蒸馏水中，在室温下搅拌均匀，得到含有五种金属硝酸盐的混合溶液，其中x的值为0.1～0.7；

[0011] (2)称取一定量的燃料，加入上述混合溶液，在室温下搅拌均匀，获得透明的溶胶；

[0012] (3)将上述透明溶胶置于80～150℃烘箱中，蒸发其中的水分，获得凝胶；

[0013] (4)将上述凝胶置于高温设备中，在一定温度下发生燃烧反应，并在温度350～750℃下保温10～60min，得到一种具有岩盐和尖晶石结构的五元共晶高熵氧化物粉体材料。进一步的，步骤(1)中金属硝酸盐的浓度为1mol/L～4mol/L。

[0014] 进一步的，步骤(2)中燃料包括甘氨酸、葡萄糖、柠檬酸、乙二胺四乙酸、六次亚甲基四胺、尿素和聚乙二醇中的一种或几种。

[0015] 进一步的，燃料与上述硝酸盐金属离子总和的摩尔比为0.5～2：1。

[0016] 进一步的，步骤(4)中所述高温设备为马弗炉、黄金炉中的一种。

[0017] (三)有益效果

[0018] 本发明提供了一种共晶高熵氧化物粉体材料及制备方法，通过改变金属阳离子的比例，来调节共晶高熵氧化物中岩盐相和尖晶石相的比例，从而定制某些物理化学性能，满足一些特殊的使用需求；另外，采用反应过程简单的溶液燃烧合成法制备共晶高熵合金粉体材料，制备过程采用液相配料，确保原料达到分子水平混匀，保证最终产物组成和显微结构的均一，且所制备的共晶高熵氧化物粉体材料比表面积和晶粒尺寸可控。

实施方案

[0023] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0024] 实施例1：

[0025] 采用溶液燃烧法制备本发明所述的一种共晶高熵氧化物粉体，其化学组成为[Mn0.5(CoMgNiZn)0.5]O：按照分子式的化学计量比称取相应的金属硝酸盐，具体为：2.870g的Mn(NO3)2·6H2O、2.910g的Co(NO3)2·6H2O、2.564g的Mg(NO3)2·6H2O、2.908g的Ni(NO3)2·6H2O和2.975g的Zn(NO3)2·6H2O，溶于10mL蒸馏水中，在室温下搅拌均匀，得到含有五种金属阳离子的混合溶液；然后称取7.507g甘氨酸加入上述混合溶液中，搅拌均匀，获得透明的溶胶；接着将上述透明溶胶置于850℃的烘箱中干燥，蒸发水分后得到粘稠的凝胶；最后将上述凝胶置于马弗炉中，并在900℃保温1h，得到晶体结构为岩盐相为37.1％、尖晶石相为
62.9％、平均晶粒尺寸为50nm的共晶氧化物[Mn0.5(CoMgNiZn)0.5]O粉体材料。

[0026] 实施例2：

[0027] 采用溶液燃烧法制备本发明所述的一种共晶高熵氧化物粉体，其化学组成为[Mn0.1(CoMgNiZn)0.9]O：按照分子式的化学计量比称取相应的金属硝酸盐，具体为：0.287g的Mn(NO3)2·6H2O、2.619g的Co(NO3)2·6H2O、2.308g的Mg(NO3)2·6H2O、2.617g的Ni(NO3)2·6H2O和2.678g的Zn(NO3)2·6H2O，溶于4.5mL蒸馏水中，在室温下搅拌均匀，得到含有五种金属阳离子的混合溶液；然后称取6.666g葡萄糖加入上述混合溶液中，搅拌均匀，获得透明的溶胶；接着将上述透明溶胶置于100℃的烘箱中干燥，蒸发水分后得到粘稠的凝胶；最后将上述凝胶置于马弗炉中，并在550℃保温1h，得到晶体结构为岩盐相为91.4％、尖晶石相为
8.6％、平均晶粒尺寸为53nm的共晶氧化物[Mn0.1(CoMgNiZn)0.9]O粉体材料。

[0028] 实施例3：

[0029] 采用溶液燃烧法制备本发明所述的一种共晶高熵氧化物粉体，其化学组成为[Mn0.7(CoMgNiZn)0.3]O：按照分子式的化学计量比称取相应的金属硝酸盐，具体为2.009g的Mn(NO3)2·6H2O、0.873g的Co(NO3)2·6H2O、0.769g的Mg(NO3)2·6H2O、0.872g的Ni(NO3)2·6H2O和0.893g的Zn(NO3)2·6H2O，溶于2mL蒸馏水中，在室温下搅拌均匀，得到含有五种金属阳离子的混合溶液；然后称取1.825g柠檬酸加入上述混合溶液中，搅拌均匀，获得透明的溶胶；接着将上述透明溶胶置于100℃的烘箱中干燥，蒸发水分后得到粘稠的凝胶；最后将上述凝胶置于马弗炉中，并在950℃保温1h，得到晶体结构为岩盐相为5.9％、尖晶石相为
94.1％、平均晶粒尺寸为44nm的共晶氧化物[Mn0.7(CoMgNiZn)0.3]O粉体材料。

[0030] 综上，本发明实施例具有如下有益效果：本发明实施例1‑3制备的共晶高熵氧化物，通过改变金属阳离子的比例，来调节共晶高熵氧化物中岩盐相和尖晶石相的比例，从而定制某些物理化学性能，满足一些特殊的使用需求；另外，采用反应过程简单的溶液燃烧合成法制备共晶高熵合金粉体材料，制备过程采用液相配料，确保原料达到分子水平混匀，保证最终产物组成和显微结构的均一，且所制备的共晶高熵氧化物粉体材料比表面积和晶粒尺寸可控。

[0031] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

附图说明

[0019] 图1为实施例1[Mn0.5(CoMgNiZn)0.5]O高熵氧化物粉体XRD及Rietveld精修图片；

[0020] 图2为实施例1[Mn0.5(CoMgNiZn)0.5]O高熵氧化物粉体SEM图片；

[0021] 图3为实施例2[Mn0.1(CoMgNiZn)0.9]O高熵氧化物粉体XRD及Rietveld精修图片；

[0022] 图4为实施例3[Mn0.7(CoMgNiZn)0.3]O高熵氧化物粉体XRD及Rietveld精修图片。

首页 > 专利 > 安徽工业大学 > 一种共晶高熵氧化物粉体材料及制备方法专利详情

一种共晶高熵氧化物粉体材料及制备方法 0 0

技术领域

背景技术

发明内容

实施方案

附图说明