[發明專利]硅酸鐿球化粉體及其等離子原位合成制備方法

在審

• 申請號: 202111469975.5
• 申請日: 2021-12-03
• 公開（公告）號: CN113955763A
• 公開（公告）日: 2022-01-21
• 發明（設計）人: 張振昊;孫海濱;趙玉軍;龔紅宇;高鵬;許偉;呂源濤;張玉軍
• 申請（專利權）人: 山東亞賽陶瓷科技有限公司
• 主分類號: C01B33/20
• 分類號: C01B33/20
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發明公開了一種硅酸鐿球化粉體及其等離子原位合成制備方法，包括如下步驟：將氧化鐿、二氧化硅粉體、粘結劑、分散劑和水混合球磨，制備漿料；將漿料烘干造粒后，篩分，得到混合粉體；將混合粉體經等離子高溫球化，原位合成制備硅酸鐿球化粉體。合成的硅酸鐿球化粉體的形狀為圓球形，具有較好的流動性。

技術領域

本發明屬于無機非金屬材料領域，具體涉及一種硅酸鐿球化粉體及其等離子原位合成制備方法。

背景技術

這里的陳述僅提供與本發明相關的背景技術，而不必然地構成現有技術。

環境障涂層(Environmental Barrier Coating，EBC)對于先進大推重比發動機熱端部件用C/C、C/SiC及SiC_f/SiC復合材料性能提升和使用壽命的延長具有重要意義。典型的環境障涂層材料種類包括莫來石/氧化鋯體系、鋇鍶鋁硅酸鹽體系及稀土硅酸鹽體系等。其中，硅酸鐿體系(包括Yb₂SiO₅與Yb₂Si₂O₇)由于其優異的化學穩定性及與基體材料熱膨脹系數良好的匹配性尤為引人關注，也是新一代環境障涂層材料的重要發展方向。

等離子熱噴涂是環境障涂層制備常用的方法。在等離子噴涂工藝中，影響環境障涂組織結構和沉積效率的重要參數之一是送粉量，而送粉量又與粉體的形貌有較大的關系。為此，研制和生產圓度和球度高，成分均一的硅酸鐿粉體成為人們關注的熱點。

合成硅酸鐿粉體的方法有固相反應法、固液反應法(Yinyu Fan et al.Effectsof different sintering additives on the synthesis ofγ-Y₂Si₂O₇powders[J].Ceramics International，42(2016)：14813–14817)、溶膠凝膠法(Cen Zhao etal.Synthesis and characterization ofβ-Yb₂Si₂O₇powders[J].CeramicsInternational,39(2013):5805-5811)等，也有制備硅酸鐿納米粉體的相關報道。但是，這些合成的粉體都不能直接用于等離子噴涂，需要球化處理。

發明內容

針對現有技術存在的不足，本發明的目的是提供一種硅酸鐿球化粉體及其等離子原位合成制備方法。等離子原位合成的硅酸鐿球化粉體的形狀為圓球形，具有較好的流動性。

為了實現上述目的，本發明是通過如下的技術方案來實現：

硅酸鐿球化粉體的等離子原位合成制備方法，包括如下步驟：

將氧化鐿、二氧化硅粉體、粘結劑、分散劑和水混合球磨，制備漿料；

將漿料烘干造粒后，篩分，得到混合粉體；

將混合粉體經等離子高溫球化，原位制備硅酸鐿球化粉體。

在一些實施例中，所述粘結劑選自聚乙烯醇、羥甲基纖維素、糊精或淀粉中的一種或其組合。

進一步的，所述粘結劑為聚乙烯醇。

在一些實施例中，所述分散劑選自CE 64或/和PC 67。

在一些實施例中，氧化鐿、二氧化硅粉體、粘結劑、分散劑和水的質量比為1000:198-396:1.8-2.2:0.8-1.1:620-660。

在一些實施例中，篩分后的顆粒的粒徑為80-150目。該粒徑范圍的粉體更容易得到球化效果好的顆粒，粒徑過小容易導致粉體流動性差，容易堵槍。

在一些實施例中，高溫球化的溫度為5000-8000℃。