轻稀土金属抗氧化的方法技术

本发明专利技术涉及一种轻稀土金属抗氧化处理方法，属于材料技术领域。本发明专利技术的处理方法具体步骤如下：(1)将胶黏剂溶于无水溶剂中，制备胶液；(2)将上述胶液滴加到轻稀土金属中，搅拌，悬浮形成包覆胶液的轻稀土金属；(3)将包覆液体的金属过滤、干燥即可得到安定性处理的轻稀土金属。也可以将胶液直接加入轻稀土金属中，捏合成柔性团，造粒，干燥而得到轻稀土金属。本发明专利技术在轻稀土金属表面形成一层均匀的有机膜，可有效的隔绝空气和水，在常温下轻稀土金属的储存不至氧化、自燃，可以以任何形式与含能材料混合，在化学合成或催化使用时可在溶剂中洗脱除去表面层材料，使用不受影响，解决了轻稀土金属在自然条件下储存、使用的安全性问题。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术涉及一种轻稀土金属抗氧化处理方法，属于材料
。本专利技术的处理方法具体步骤如下：(1)将胶黏剂溶于无水溶剂中，制备胶液；(2)将上述胶液滴加到轻稀土金属中，搅拌，悬浮形成包覆胶液的轻稀土金属；(3)将包覆液体的金属过滤、干燥即可得到安定性处理的轻稀土金属。也可以将胶液直接加入轻稀土金属中，捏合成柔性团，造粒，干燥而得到轻稀土金属。本专利技术在轻稀土金属表面形成一层均匀的有机膜，可有效的隔绝空气和水，在常温下轻稀土金属的储存不至氧化、自燃，可以以任何形式与含能材料混合，在化学合成或催化使用时可在溶剂中洗脱除去表面层材料，使用不受影响，解决了轻稀土金属在自然条件下储存、使用的安全性问题。【专利说明】
本专利技术涉及轻稀土金属抗氧化的技术方法，具体涉及镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆等八种轻稀土金属的抗氧化制备方法，属于材料
。
技术介绍
稀土金属在现代通讯技术、电子计算机、宇航开发、医药卫生、感光材料、光电材料、能源材料和催化剂材料等领域具有极为重要的用途，是当代高科技新材料的重要组成部分。由于稀土金属的化学活性很强，已被化学、材料学、能源材料等应用，但氧化是轻稀土金属的弱点，有些给应用范围带来了严重影响，然而轻稀土金属被氧化后，生成稳定性很高的 R2O3 型氧化物(R 表示稀土金属，即 La2O3、Ce2O3、Pr2O3、Nd2O3、Po2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3,铺、镨还能生成Ce02、Pr6O11, PrO2型氧化物)。铕的原子半径最大，性质最活泼，在室温下暴露于空气中立即失去金属光泽，很快氧化成粉末。镧、铈、镨、钕也易于被缓慢氧化，在表面生成氧化物薄膜。轻稀土金属一旦被氧化，就失去了活性，没有应用的意义。如何对轻稀土金属这些活泼的化学性质加以保护，使轻稀土金属的储存、运输、使用更方便即是本专利技术所要解决的问题。在此之前有:采用特殊的生产工艺对稀土金属表面改性使其具有抗氧化的性能(吉村公志，大岛一英.抗氧化稀土金属基磁体粉末及其制造方法，CN1745440A);添加少量其它贵金属、重金属等形成一种复合金属(施建东.一种抗氧化复合金属材料，CN102963058A);在稀土金属表面电镀一层其它的金属物质(邓志军，张康宁.稀土镍合金材料挂氟及镀铜工艺，中国有色金属学报第6卷增刊2)。而为了防止稀土金属在空气中被氧化，传统的稀土金属的储存方式大多为将稀土金属保存在密闭容器中进行密封保存或是存放在煤油中，通过介质有效隔绝空气和水的装置进行保存。上述这些保存方式，虽然可以改善稀土金属遇空气或水立即发生化学反应的性质，但处理过程繁琐，后期使用仍要从器皿或在惰性气体中取出来，还是存在瞬时与空气接触问题，这就带来了安全、使用等带来了一系列的问题，特殊的密封保存装置，无疑增加了材料的使用成本。
技术实现思路
本专利技术目的是为了解决轻稀土金属传统保存方式储存装置成本高、易氧化或易发生自动燃烧、使用不安全等技术瓶颈问题，提供一种。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。本专利技术的一种，具体制备方法如下:I)溶剂除水在氮气气氛下，将已去除表面氧化物的金属钠加入需要除水的溶剂中，升高温度至溶剂的沸点，回流一定时间后，加入二苯甲酮试剂，最后蒸馏收集馏出物即得到除水的溶剂。2)胶黏剂制备将胶黏剂溶于无水、无氧溶剂中，在30?70°C条件下搅拌，使其完全溶解，使胶黏剂在无水溶剂中形成质量分数为1.0?10%的胶液备用；3)悬浮包覆胶黏剂①在惰性气体保护下,无水溶剂与金属的比例关系为IOOml无水溶剂加入3?30g轻稀土金属颗粒，先将金属加入无水溶剂中；然后升温至30?60°C，在搅拌下使其全部悬浮，并向金属溶液中滴加第2)步得到的液体胶，滴加完毕后继续搅拌15?40min，冷却至室温,形成包覆液体胶的金属；其中液体胶滴加量为胶黏剂的质量占金属质量的0.5?8%，滴加速度为每分钟8?100滴，搅拌速度为180?600r/min ；②将第3)中①步得到的包覆液体胶的金属进行过滤；将过滤后的固体物料在温度为40?80°C、真空度< 0.05?0.35的条件下干燥2?16h，即可得到抗氧化的稀土金属。4)将2)制得的备用胶黏剂按I?5%的比例，在惰性气体保护气氛下直接加入到轻稀土金属中，捏合成小团，在铜质筛孔上造粒，待稍挥发部分剩余的溶剂后，在40?80°C，真空度< 0.05的条件下干燥2?6h，得到流散优良的抗氧化轻稀土金属。上述的胶黏剂为:蜂蜡、聚叠氮缩水甘油醚(GAP)、聚丙烯酸羟丙基甲酯、硝化纤维素、聚双叠氮甲氧杂环丁烷(PBAMO)；上述的无水溶剂为四氯化碳、乙酸丁酯、丙酮、乙腈、乙酸乙酯。有益效果本专利技术是在轻稀土金属表面形成0.02-0.1mm厚的致密均匀有机膜，达到有效隔绝空气和潮湿气体的浸入，使轻稀土金属在空气中不会发生自燃或不至被氧化，解决轻稀土金属在自然条件下储存方便、使用安全等问题，可应用于炸药、推进剂以及化学催化等领域，使轻稀土金属使用方便，使用范围更广泛。本专利技术不需要特殊的工艺流程和复杂的处理过程，是在轻稀土金属表面包覆一层有机物薄膜，使用时由溶剂对其进行洗脱，操作简单，实验条件容易达到，安全可靠；无其它金属杂质粒子引入，产物较为纯净，便于后期的使用。【专利附图】【附图说明】图1为聚丙烯酸羟丙基甲酯抗氧化处理后的镧的SEM图；图2为蜂蜡抗氧化处理后的铈的SEM图；图3为聚双叠氮甲氧杂环丁烷(PBAMO)抗氧化处理后镨的SEM图；图4为聚叠氮缩水甘油醚(GAP)抗氧化处理后钕的SEM图；图5为硝化纤维素(NC)抗氧化处理后钷的SEM图；图6为聚叠氮缩水甘油醚(GAP)抗氧化处理后钐的SEM图；图7为聚丙烯酸羟丙基甲酯抗氧化处理后铕的SEM图；图8为聚双叠氮甲氧杂环丁烷(PBAMO)抗氧化处理后钆的SEM图。【具体实施方式】下面结合附图和实施例对本专利技术的内容作进一步说明，实施例1:(I)向干燥的IOOOmL三口烧瓶中加入800ml乙酸丁酯，装上冷凝回流管、温度计，通入氮气；取金属钠，用小刀刮除表面氧化物，然后切成约0.5mm厚的小薄片,将8g薄片金属钠加入到乙酸丁酯中，加热到128°C;回流8h后，加入二苯甲酮试剂，溶液变成蓝色，而且蓝色随时间越来越深，说明除水干净；最后蒸馏收集126°C的乙酸丁酯馏出物，备用；四氯化碳、乙酸乙酯、丙酮、乙腈除水方法同上，蒸馏温度不同；(2)取3g粒状聚丙烯酸羟丙基甲酯，加入到已装有97mL无水乙酸丁酯的三口烧瓶中，在水浴中加热至60°C，直至聚丙烯酸羟丙基甲酯完全溶解，形成胶液备用；(3)取IOg镧(La)，加入IOOmL四氯化碳无水溶剂于500mL三口烧瓶中，在搅拌下，升温至52°C，滴加第⑵步制备的胶液10mL，滴加速度为每分钟30滴，搅拌速度为280r/min，滴加完毕后继续搅拌25min，冷却至常温，得到包覆聚丙烯酸羟丙基甲酯的La ；(4)将第(3)步得到包覆的La在布氏漏斗上过滤，将过滤后的固体物料在温度为45°C、真空度为0.028的烘箱中干燥6h，即得到能在空气中自然存放、流散性好、抗氧化的Lb ο图1为聚丙烯酸羟丙基甲酯抗氧化处理后的La的SEM图。从图中可看出:在La表面形成0.09mm厚的聚丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轻稀土金属抗氧化的方法，其特征在于，具体制备步骤如下：1)溶剂除水在氮气气氛下，将已去除表面氧化物的金属钠加入需要除水的溶剂中，升高温度至溶剂的沸点，回流一定时间后，加入二苯甲酮试剂，最后蒸馏收集馏出物即得到除水的溶剂；2)胶黏剂制备将胶黏剂溶于无水、无氧溶剂中，在30～70℃条件下搅拌，使其完全溶解，使胶黏剂在无水溶剂中形成质量分数为1.0～10％的胶液备用；3)悬浮包覆胶黏剂①在惰性气体保护下，无水溶剂与金属的比例关系为100ml无水溶剂加入3～30g轻稀土金属颗粒，先将金属加入无水溶剂中；然后升温至30～60℃，在搅拌下使其全部悬浮，并向金属溶液中滴加第2)步得到的液体胶，滴加完毕后继续搅拌15～40min，冷却至室温，形成包覆液体胶的金属；其中液体胶滴加量为胶黏剂的质量占金属质量的0.5～8％，滴加速度为每分钟8～100滴，搅拌速度为180～600r/min；②将第3)中①步得到的包覆液体胶的金属进行过滤；将过滤后的固体物料在温度为40～80℃、真空度≤0.05～0.35的条件下干燥2～16h，即可得到抗氧化的稀土金属。4)将2)制得的备用胶黏剂按1～5％的比例，在惰性气体保护气氛下直接加入到轻稀土金属中，捏合成小团，在铜质筛孔上造粒，待稍挥发部分剩余的溶剂后，在40～80℃，真空度≤0.05的条件下干燥2～6h，得到流散优良的抗氧化轻稀土金属。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘吉平，于敦波，汪玲，李扩社，亓云霞，罗阳，胡斌，
申请(专利权)人：北京理工大学，有研稀土新材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11