[发明专利]一种锆酸镧多孔陶瓷及其制备方法和应用

说明书

本发明属于无机材料技术领域，尤其涉及一种锆酸镧多孔陶瓷及其制备方法和应用。本发明提供的锆酸镧多孔陶瓷包括以下重量份数的制备原料：锆酸镧粉体100份，分散剂0.1～1.5份，可溶性高分子0.2～2份，表面活性剂0.05～0.5份，pH值调节剂1～5份，水200～1000份。本发明的锆酸镧多孔陶瓷为均匀的闭孔结构，平均孔径为50～200μm，气孔率为80～98％，抗压强度为0.4～9.3MPa，热导率为0.03～0.09W/(m·K)，是理想的耐高温、高强度、低热导率隔热材料，在高超声速飞行器领域具有较好的应用前景。

技术领域

本发明涉及无机材料技术领域，尤其涉及一种锆酸镧多孔陶瓷及其制备方法和应用。

背景技术

近年来，稀土锆酸盐材料作为一类结构复杂的稀土复合氧化物，由于其热导率低、耐高温性好、化学稳定性高、离子导电性好等特点，引起了航空航天领域科学家的极大兴趣。其中，锆酸镧陶瓷的熔点为2300℃，具有良好的热稳定性，从室温到2300℃之间无相转变，且其热导率只有1.55W/(m·K)，仅为氧化锆陶瓷热导率的2/3，是潜在的耐高温低热导率隔热陶瓷材料。

目前，有关锆酸镧陶瓷的研究主要集中在涂层及致密块体上。由于制备技术的欠缺，锆酸镧多孔块体陶瓷的报道较少。CN104478464A公开了一种锆酸镧多孔块体的制备方法。该方法以锆无机盐、镧无机盐和相分离诱导剂为原料，采用相分离法制备了锆酸镧多孔块体。该多孔块体具有共连续大孔结构，孔隙率高和孔径分布集中等特点。但是，目前尚未有高气孔率、高强度、低热导率锆酸镧多孔陶瓷的报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种锆酸镧多孔陶瓷及其制备方法和应用，该锆酸镧多孔陶瓷热导率低，隔热性能好。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种锆酸镧多孔陶瓷，包括以下重量份数的制备原料：

锆酸镧粉体100份，分散剂0.1～1.5份，可溶性高分子0.2～2份，表面活性剂0.05～0.5份，pH值调节剂1～5份，水200～1000份。

优选的，所述分散剂为柠檬酸铵、柠檬酸钠或聚丙烯酸铵。

优选的，所述可溶性高分子为聚乙烯醇、琼脂、卡德兰胶、明胶或结冷胶。

优选的，所述表面活性剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基三乙醇胺、十六烷基硫酸钠、十六烷基三乙醇胺或十八烷基硫酸钠；

所述pH值调节剂为盐酸或氨水。

优选的，所述锆酸镧多孔陶瓷为闭孔结构，孔径为50～200μm，气孔率为80～98％，抗压强度为0.4～9.3MPa，热导率为0.03～0.09W/(m·K)。

本发明提供了上述技术方案所述锆酸镧多孔陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

将锆酸镧粉体、分散剂、可溶性高分子和水混合，进行球磨，得到浆料；

将所述浆料与表面活性剂混合，进行搅拌，得到湿泡沫；

将所述湿泡沫进行干燥，将所得干泡沫进行烧结，得到锆酸镧多孔陶瓷。

优选的，所述球磨的转速为200～400r/min，所述球磨的时间为12～24h，所述球磨的球料比为3:1。

优选的，所述搅拌的速率为2000～5000r/min，搅拌的时间为15～30min。

优选的，进行所述烧结时，升温速率为3～10℃/min，所述烧结的温度为1400～1600℃，保温时间为2～5h。

本发明提供了上述技术方案所述锆酸镧多孔陶瓷或上述技术方案所述制备方法制备得到的锆酸镧多孔陶瓷在高超飞行器隔热材料中的应用。