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专利号: 2022100790334
申请人: 中国地质大学(武汉)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 水泥;混凝土;人造石;陶瓷;耐火材料〔4〕
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种铁掺杂磷酸锆锂陶瓷型固体电解质的制备方法,其特征在于:该固体电解质的化学结构式为Li1+xFexZr2‑x(PO4)3,其中0<x≤0.1;制备包括以下步骤:S1:称取Li2OH•H2O、Fe2O3、ZrO2粉料以及量取H3PO4,各原料的摩尔百分比的比例为(1~

1.1):(0~0.1):(2~1.9):1,将Fe2O3、ZrO2先进行干燥,然后再将Li2OH•H2O研磨,依次将Fe2O3、ZrO2和研磨后的Li2OH•H2O加入到H3PO4中,边加入边搅拌;

S2:将混在一起的原料搅拌均匀后,装入培养皿中,在常压条件下烘干,将烘干的块状物磨细,装入坩埚中,在1125~1250 ℃条件下熔融4~6h然后经空气淬火后制得陶瓷粉末,将陶瓷粉末先进行研磨,然后采用湿法球磨后干燥;

S3:将步骤S2处理得到的陶瓷粉末称取定量装入压机模具中,加压5~10 MPa压成片,在常压空气中用坩埚盛装压好的片,并用该陶瓷粉末包埋,以1~3 ℃/min的升温速率加热至1150~1250 ℃,在该温度下保温6~10h,使陶瓷粉晶化,即可制得陶瓷型固体电解质。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤S1中先将Fe2O3溶于装有H3PO4烧杯中,随后加入纳米ZrO2,最后加入Li2OH•H2O,放在磁力搅拌器上搅拌24~48h。

3.根据权利要求1所述的陶瓷型固体电解质的制备方法,其特征在于:步骤S1中,将Fe2O3、ZrO2进行干燥的温度为150~180℃,干燥时间为3~7天。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤S2中将陶瓷粉末先手动研磨5~

10 min,球磨机中球磨介质为氧化锆球体,溶剂为无水乙醇,球体与陶瓷粉末的质量比为3:

1,球磨时间为10‑14h。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于:氧化锆球体为两种不同直径的氧化锆球体,直径分别为2 mm和5 mm,两者质量比为1:1。

6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:步骤S2中所述坩埚为纯度不小于99 %的氧化铝坩埚。

7.采用权利要求1‑6任一项所述的制备方法制备的铁掺杂磷酸锆锂陶瓷型固体电解质。