本發明屬于新材料技術領域，具體涉及一種非水解溶膠-凝膠法結合熔鹽工藝制備氧化鋯晶須的方法。
背景技術：
氧化鋯具有熔點高（2715℃）、韌性好、強度大、抗磨損、耐腐蝕以及抗氧化等一系列優異性能，可用于制備航空發動機組件、燃料電池和氧傳感器、人造骨骼、催化劑載體、過濾鋼水所用的泡沫陶瓷、抗氧化及耐腐蝕涂層、切削刀具、磨具以及特種耐火材料。氧化鋯陶瓷擁有眾多優異的物理和化學性能，而晶須通常是指具有一定長徑比，且直徑較小的一種單晶纖維狀材料，其強度接近完整晶體的理論值。因此若將氧化鋯制備成氧化鋯晶須，便能充分發揮氧化鋯與晶須材料兩者的優勢，可大幅提升陶瓷、金屬基復合材料的機械性能，如用于增韌補強氧化鋯陶瓷材料；利用其膨脹系數與金屬材料接近的特點，用作高溫金屬合金材料增強體等，應用前景十分廣闊。目前，國內外制備氧化鋯一維材料的研究集中在氧化鋯納米管、納米棒以及納米線等一維納米材料，它們主要應用于功能材料領域；而對能夠應用于結構材料領域增韌補強的氧化鋯晶須的研究則少之又少，經檢索只查閱到采用化學氣相沉積（CVD）法或水熱法制備氧化鋯晶須的6 篇文獻。CVD法[江頭誠, 勝木宏昭, 高月誠治, 巖永浩. 単斜晶ZrO2ウイスカーの気相成長. 窯業協會誌, 1987, 95(1), 138-143.]存在溫度高，能耗大，設備要求高，工藝復雜，產率低等缺點;而水熱法[Murase Y, Kato E. Preparation of Zirconia Whiskers from Zirconium Hydroxide in Sulfuric Acid Solutions under Hydrothermal Conditions at 200° C [J]. J Am. Ceram Soc, 2001, 84(1), 2705-2706] 需要使用高壓釜形成一定的蒸汽壓，對設備要求較高，控制難度大，并且周期長，產率低，難以大規模工業化生產。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種原料成本低，工藝簡單，易于控制，可大規模生產的氧化鋯晶須的制備方法。
為解決以上技術問題，本發明的技術方案是：一種非水解溶膠-凝膠法結合熔鹽工藝制備氧化鋯晶須的方法，其特征在于包括如下步驟：
步驟一：在通風櫥中稱取一定量的無水鋯源放入錐形瓶中，加入適量的無水有機溶劑攪拌至鋯源全部溶解形成透明溶液；
步驟二：透明溶液經油浴加熱回流24h后得到均勻的氧化鋯溶膠，然后置于烘箱干燥，經預鍛燒后形成氧化鋯干凝膠粉；
步驟三：將干凝膠粉與熔鹽、熔鹽添加劑混合，經熱處理、洗滌、干燥得到氧化鋯晶須。
所述無水鋯源為無水氯化鋯、氟化鋯、無水硫酸鋯、無水醋酸鋯中的一種。
所述無水溶劑為乙醇、異丙醇、正丙醇、丁醇中的一種。
所述熔鹽添加劑為氟化鈉、氟化鉀、氟化鋰、氟化銨、氟化鈣、氟化鎂中的一種。
所述步驟二制得氧化鋯溶膠中無水鋯源的濃度為0.2～1.0 mol/L。
所述步驟二中回流的溫度為100～140℃之間。
所述步驟三中熔鹽為偏釩酸鈉或磷酸鈉。
所述步驟三中干凝膠粉，熔鹽，熔鹽添加劑的摩爾比為：5～10:5～10:0.5～1。
所述步驟三中熱處理溫度為800～1000℃，保溫時間為0.5～5h。
本專利采用非水解溶膠-凝膠法制備氧化鋯干凝膠粉，然后將其與特定的熔鹽混合，充分利用熔鹽中的氟離子易于吸附在氧化鋯高表面能晶面上的特點，與現有的CVD法和水熱法相比，具有設備要求不高，工藝簡單，控制要求低，晶須產率高且質量好，易于工業化推廣等優點，因此市場應用前景十分廣闊。
附圖說明
圖1為本發明氧化鋯晶須的FE-SEM照片。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步詳細的說明。
實施例1
以無水ZrCl4（工業純）為鋯源，無水乙醇（化學純）為溶劑，NaVO3（化學純）為熔鹽，NaF（化學純）為熔鹽添加劑，首先稱取7.00g無水ZrCl4溶于30 ml無水乙醇中配成1.0 mol/L 的溶液，攪拌1 h得到澄清溶液后，置于120℃油浴鍋中冷凝回流24h，得到均勻透明的氧化鋯溶膠，將溶膠置于130 ℃烘箱內干燥，然后在300℃鍛燒得到干凝膠粉，將干凝膠粉、熔鹽與熔鹽添加劑按照摩爾比6：6：1混合后置于剛玉坩堝內，加熱至850 ℃，并保溫3 h，經洗滌、干燥后得到氧化鋯晶須。
實施例2
以無水ZrCl4為鋯源，無水乙醇為溶劑，NaVO3為熔鹽, NaF為熔鹽添加劑，制備氧化鋯晶須的工藝與實例1相同，只是熱處理溫度為900℃保溫5 h。
實施例3
以無水Zr(SO4)2為鋯源，無水乙醇為溶劑，NaVO3為熔鹽, LiF為熔鹽添加劑，制備氧化鋯晶須的工藝與實例1相同，只是干凝膠粉、熔鹽與氟化物摩爾比變為10：10：1。
實施例4
以無水醋酸鋯為鋯源，無水丁醇為溶劑，NaVO3為熔鹽, NH4F為熔鹽添加劑，制備氧化鋯晶須的工藝與實例1相同，只是回流溫度為140℃，熱處理溫度為950℃保溫3 h。
實施例5
以無水ZrCl4為鋯源，無水正丙醇為溶劑，Na3PO4為熔鹽, KF為熔鹽添加劑，制備氧化鋯晶須的工藝與實例1相同，只是干凝膠粉、熔鹽與氟化物摩爾比變為6：10：1，熱處理900℃，保溫3 h。
實施例6
以無水ZrF4為鋯源，無水異丙醇為溶劑，NaVO3為熔鹽, NH4F為熔鹽添加劑，制備氧化鋯晶須的工藝與實例1相同，只是溶膠的回流溫度為110 ℃,ZrCl4前驅體濃度為0.2 mol/L。
實施例7
以無水ZrCl4為鋯源，無水乙醇為溶劑，Na3PO4為熔鹽, NaF為熔鹽添加劑，制備氧化鋯晶須的工藝與實例1相同，只是ZrCl4前驅體濃度為0.5 mol/L。
實施例8
以無水ZrCl4為鋯源，無水乙醇為溶劑，Na3PO4為熔鹽，CaF2為熔鹽添加劑，制備氧化鋯晶須的工藝與實例1相同，只是ZrCl4前驅體濃度為0.3 mol/L。
實施例9
以無水ZrCl4為鋯源，無水乙醇為溶劑，NaVO3為熔鹽，MgF2為熔鹽添加劑，制備氧化鋯晶須的工藝與實例1相同，只是前驅體濃度為0.75 mol/L保溫時間為0.5 h。