[發(fā)明專利]一種固相法制備低熱導(dǎo)高溫?zé)嵴咸沾蒀aMoNb2

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011146885.8
• 申請日: 2020-10-23
• 公開（公告）號: CN112225560B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪俊;利建雨;張陸洋;余勝;王峰;李振軍;馮晶
• 申請（專利權(quán)）人: 陜西天璇涂層科技有限公司
• 主分類號: C04B35/495
• 分類號: C04B35/495;C04B35/622
• 代理公司: 重慶強(qiáng)大凱創(chuàng)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50217
• 代理人: 李靜

本發(fā)明涉及高溫陶瓷涂層技術(shù)領(lǐng)域，具體公開了一種固相法制備低熱導(dǎo)高溫?zé)嵴咸沾蒀aMoNb₂O₉的方法，包括以下步驟：將Nb₂O₅與CaMoO₄按摩爾比為1:1進(jìn)行配比，與球磨介質(zhì)混合后，進(jìn)行球磨，后干燥過篩，得到粉體；將粉體在模具中壓制成型，后在1400～1600℃下燒結(jié)5～10h，得到熱障陶瓷CaMoNb₂O₉。采用本專利制備的熱障陶瓷CaMoNb₂O₉在800℃溫度下的熱導(dǎo)率最低達(dá)到了0.72W.m^?1.K^?1，熱膨脹系數(shù)在1100℃下為8.6K^?1，滿足高溫?zé)嵴贤繉訉μ沾刹牧系牡蜔釋?dǎo)、高熱膨脹系數(shù)的要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及高溫陶瓷涂層技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種固相法制備低熱導(dǎo)高溫?zé)嵴咸沾蒀aMoNb₂O₉的方法。

背景技術(shù)

目前應(yīng)用在高溫領(lǐng)域的熱障陶瓷涂層仍是以氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)為主，但YSZ材料用在熱障涂層領(lǐng)域存在很多問題：高溫相穩(wěn)定性差，YSZ在較高溫度下(1200℃時)會轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较?t)和立方相(c)的混合物，冷卻過程中四方相又轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毕?m)，故YSZ僅能在溫度1200℃以下使用，不能滿足未來對溫度要求比較嚴(yán)苛的燃?xì)廨啓C(jī)，渦輪機(jī)的發(fā)展。同時其燒結(jié)速率隨溫度升高而加快，導(dǎo)致孔隙率減小，熱導(dǎo)率升高，金屬基體表面溫度增加，且彈性模量較大，導(dǎo)致涂層內(nèi)應(yīng)力增加而縮短涂層使用壽命。此外，YSZ在1000℃時熱導(dǎo)率為2.3W/(m·K)，在相對于更好地保護(hù)基體、更高的使用溫度下，熱導(dǎo)率值仍然偏高。

昆明理工大學(xué)馮晶團(tuán)隊(duì)研發(fā)的稀土鉭酸鹽和稀土鈮酸鹽熱障陶瓷涂層系統(tǒng)，研究了二價離子(Ca²⁺，Mg²⁺，Cu²⁺，)，三價離子(Fe³⁺，Al³⁺，稀土氧化物RE₂O₃)，四價離子(Si⁴⁺，Ti⁴⁺，Zr⁴⁺)，五價離子(V⁵⁺，Nb⁵⁺)摻雜或者雙摻雜氧化鈮或鉭，得到多種類的稀土鉭/鈮酸鹽，其中稀土鉭/鈮酸鹽在1200℃高溫時，其熱導(dǎo)率低，在1.38～1.94W·m^-1·K^-1范圍左右，使其成為最具有潛力的熱障陶瓷材料，但要使稀土鉭或鈮酸鹽形成涂層后具備更低的熱導(dǎo)率，只能從涂層的結(jié)構(gòu)或成分梯度進(jìn)行設(shè)計改進(jìn)，這樣的設(shè)計改進(jìn)效果很大程度受到目前的涂層工藝限制，熱導(dǎo)率雖然能進(jìn)一步降低，但涂層制備工藝卻很復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種固相法制備低熱導(dǎo)高溫?zé)嵴咸沾蒀aMoNb₂O₉的方法，以得到具備更低熱導(dǎo)率，且制備工藝簡單的高溫?zé)嵴咸沾伞?/p>

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種固相法制備低熱導(dǎo)高溫?zé)嵴咸沾蒀aMoNb₂O₉的方法，包括以下步驟：

步驟1：將Nb₂O₅與CaMoO₄按摩爾比為1:1進(jìn)行配比，與球磨介質(zhì)混合后，進(jìn)行球磨，后干燥過篩，得到粉體；

步驟2：將步驟1得到的粉體在模具中壓制成型，后在1400～1600℃下燒結(jié)5～10h，得到熱障陶瓷CaMoNb₂O₉。

本技術(shù)方案的技術(shù)原理和效果在于：