[發(fā)明專利]鑭系稀土鉭酸鹽高溫陶瓷及其制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610092384.3
• 申請(qǐng)日: 2016-02-19
• 公開（公告）號(hào): CN105777118B
• 公開（公告）日: 2020-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮晶;蔣業(yè)華;周榮;汪俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué)
• 主分類號(hào): C04B35/495
• 分類號(hào): C04B35/495;C04B35/50;C04B35/626
• 代理公司: 53116 昆明知道專利事務(wù)所(特殊普通合伙企業(yè))
• 代理人: 姜開俠

本發(fā)明公開了一種固相法制備鑭系稀土鉭酸鹽陶瓷的方法，化合物的分子式為RETaO₄(RE＝Dy、Eu、Lu、Yb、Nd、Gd、Er)。所用原料為Ta₂O₅、Dy₂O₃、Eu₂O₃、Lu₂O₃、Yb₂O₃、Nd₂O₃、Gd₂O₃、Er₂O₃。按按比例稱量原料，將配好的原料在無(wú)水乙醇中混合后置于行星式球磨機(jī)中球磨，使其能夠混合均勻，將混合后的粉末干燥和過(guò)篩后置于模具內(nèi)壓實(shí)，然后進(jìn)行預(yù)燒結(jié)；冷卻取出預(yù)燒結(jié)后的樣品進(jìn)行研磨、球磨、干燥、過(guò)篩，將過(guò)篩后的粉末置于模具內(nèi)壓實(shí)，然后進(jìn)行二次燒結(jié)。本發(fā)明工藝純度高，雜質(zhì)含量低，產(chǎn)品制備成本低，適合批量生產(chǎn)，目的產(chǎn)品有望作為新型耐高溫，抗氧化，抗磨損陶瓷材料。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種新型耐高溫，抗氧化，抗磨損鑭系稀土鉭酸鹽陶瓷材料及其制備方法，屬于高溫材料的領(lǐng)域。

背景技術(shù)

高溫陶瓷材料材料在航空航、交通和大型火力發(fā)電站等領(lǐng)域有廣泛而重要的應(yīng)用，國(guó)內(nèi)外對(duì)此開展了大量的研究工作，以期獲得性能優(yōu)異的高溫陶瓷材料。研究表明，ZrO₂是目前應(yīng)用廣泛、綜合性能最好的高溫陶瓷材料。它具有高熔點(diǎn)、耐高溫氧化、良好的高溫化學(xué)穩(wěn)定性、較低且穩(wěn)定的熱傳導(dǎo)率和優(yōu)良的抗熱震性等特性,并且熱膨脹系數(shù)接近金屬材料，但是純ZrO₂單斜相與四方相間轉(zhuǎn)化因伴有3％～5％的體積分?jǐn)?shù)變化而導(dǎo)致熱應(yīng)力產(chǎn)生，如使用純ZrO₂制備的熱障涂層不穩(wěn)定。鉭酸釔(YTaO₄)高溫陶瓷材料的使用溫度可以達(dá)到1600℃，熱導(dǎo)率較YSZ下降100％，相比氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(YSZ)，氧化鋯ZrO2陶瓷材料有較好的熱學(xué)性能和力學(xué)性能。由于鑭系元素與釔元素性質(zhì)相似，能夠使稀土鉭酸鹽(RETaO4)保持鐵彈性，利用鑭系元素來(lái)取代鉭酸釔(YTaO₄)中的釔元素，無(wú)疑能進(jìn)一步降低材料的熱導(dǎo)率，具有與鉭酸釔(YTaO₄)類似的熱學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)，因此稀土鉭酸鹽(RETaO4)有望作為新型的鐵彈性高溫陶瓷材料。

關(guān)于稀土鉭酸鹽(RETaO₄)的制備工藝，辜敏等人以五氯化鈮、五氯化鉭和硝酸鑭為起始原料,以苯甲醇為溶劑，用溶劑熱法合成出了稀土鈮酸鹽LnNbO₄(Ln＝Ce、Nd、Gd、Yb、Y)以及稀土鉭酸LnTaO₄(Ln＝La、Nd、Gd、Dy)納米材料，對(duì)其作了相應(yīng)表征，雖然雜質(zhì)含量較少，但合成NdNbO₄或NdTaO₄有一些單斜相Nb₂O₅或Ta₂O₅。王富芝等人以稀土氧化物，氧化鉭為原料，加入助溶劑一次燒結(jié)成稀土鉭酸鹽，但是一次燒結(jié)會(huì)有一定的雜相，加入助溶劑LiCO₃也會(huì)引入一定的雜質(zhì)。中國(guó)專利ZL00126047.2在氧化鉭，氧化釔和碳酸鍶的氧化物中加入硫酸鋰-硫酸鈉的混合助熔劑燒結(jié)成鉭酸鹽，但是這種方法會(huì)引入一些雜質(zhì)相。本發(fā)明提出的方法，克服了傳統(tǒng)已有方法的缺點(diǎn)，不僅純度高，制備成本低，適合批量生產(chǎn)，而且有更好的熱學(xué)性能和力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容