[發明專利]一種致密稀土鉭酸鹽高溫陶瓷的制備方法

有效

• 申請號: 201710644713.5
• 申請日: 2017-08-01
• 公開（公告）號: CN107602120B
• 公開（公告）日: 2020-07-10
• 發明（設計）人: 馮晶;陳琳;葛振華
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622;C04B35/645
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本發明涉及一種致密稀土鉭酸鹽高溫陶瓷的制備方法，屬于高溫材料技術領域。本發明按照稀土鉭酸鹽RE₃TaO₇的化學計量比稱取將稀土氧化物RE₂O₃和五氧化二鉭，然后將物料稀土氧化物RE₂O₃、五氧化二鉭、氧化鈦、氧化銅進行球磨混勻得到混合粉末A；將混合粉末A過篩后置于模具內壓實，然后進行噴碳處理，再進行保壓燒結即得致密稀土鉭酸鹽高溫陶瓷。本發明方法制備的稀土鉭酸鹽高溫陶瓷具有工藝純度高、雜質含量少、致密性高、晶粒尺寸均勻的特點。

技術領域

本發明涉及一種致密稀土鉭酸鹽高溫陶瓷的制備方法，屬于高溫材料技術領域。

背景技術

熱障涂層主要應用于航空發動機工業，具有低熱導率、高熱膨脹系數、抗燒結、高溫穩定性良好等優點，主要起到隔熱、降低陶瓷層與合金基體間的熱失配、有效抵抗粒子沖擊從而保護航空發動機高溫區域零部件的作用。目前廣泛使用的主要有氧化釔穩定氧化鋯（YSZ）和稀土鋯酸鹽（RE₂Zr₂O₇）等，但均存在一定程度的不足：YSZ使用溫度較低（≦1200℃），熱導率相對較高（2.5W.m^-1k^-1）；而RE₂Zr₂O₇則存在熱膨脹系數較低的問題。需要目前發現了許多具有優良熱學性能的氧化物陶瓷，例如稀土鈰酸鹽（RE₂Ce₂O₇）、稀土磷酸鹽（REPO₄）和稀土硅酸鹽（RE₂SiO₅）等，但它們與YSZ相比均無法作為熱障涂層使用，這是由于YSZ作為一種鐵彈體材料在高溫下具有良好的力學性能。因此尋找具有優良力學性能的新型鐵彈體材料應用于熱障涂層方面是當前亟待解決的問題。在以往的研究中不少研究人員提出稀土鉭酸鹽作為鐵彈體材料的一種，可能兼具良好的熱學及力學性能，因此制備相對應的材料并對其熱力學性能進行研究勢在必行。

在以往的研究中，關于稀土鉭酸鹽（RE₃TaO₇）的探索較多的集中在其粉末制備、晶體結構、光學特性以及磁性特征上，Yanyan Du等人通過水熱法制備了納米尺寸的稀土鉭酸鹽（RE₃TaO₇）并對其光學性質進行了研究；Makoto Wakeshima等人則利用固相反應制備了稀土鉭酸鹽（RE₃TaO₇）粉末，而他們的重點在于其晶體結構和磁性能。目前仍然缺少對稀土鉭酸鹽（RE₃TaO₇）致密塊體試樣的制備和熱力學性質等方面的研究。

發明內容

本發明針對現有技術的不足，提供一種致密稀土鉭酸鹽高溫陶瓷的制備方法，可以對稀土鉭酸鹽陶瓷（RE₃TaO₇）的晶體結構進行有效調控，其熱擴散系數和熱導率低并且在高溫下不發生相變，具有很好的高溫相穩定性；稀土鉭酸鹽陶瓷（RE₃TaO₇）還有較高的硬度，能夠有效抵抗高速粒子的沖擊，對噴涂后的零部件進行有效保護，具有良好的熱學和力學性能。

一種致密稀土鉭酸鹽高溫陶瓷的制備方法，具體步驟為：

（1）按照稀土鉭酸鹽RE₃TaO₇的化學計量比稱取將稀土氧化物RE₂O₃和五氧化二鉭，然后將物料稀土氧化物RE₂O₃、五氧化二鉭、氧化鈦、氧化銅進行球磨混勻得到混合粉末A；

（2）將步驟（1）所得混合粉末A過篩后置于模具內壓實，然后進行噴碳處理，再進行保壓燒結即得致密稀土鉭酸鹽高溫陶瓷；