[发明专利]一种镧掺杂钇铝石榴石陶瓷及其制备方法

权利要求书

1.一种镧掺杂钇铝石榴石陶瓷，其特征在于，所述镧掺杂钇铝石榴石陶瓷为单相石榴石结构，晶体颗粒细小均匀，结构致密，形貌规整，抗CMAS腐蚀性能良好，由La对Y位进行掺杂得到，化学式为(La_xY_1-x)₃Al₅O₁₂，其中，0.1＜x＜0.3；所述镧掺杂钇铝石榴石陶瓷的制备方法，具体步骤如下：

(1)配制铝盐、钇盐、镧盐的混合溶液，并加入分散剂，搅拌至澄清，使得母液充分混合均匀，所述的分散剂为醇类分散剂，所述的分散剂选用聚乙二醇、正丁醇、正丙醇、乙二醇、异丁醇、异丙醇和正戊醇中的任一种；所述的分散剂占母液用盐的质量比为：1：15～1：5；

(2)配制沉淀剂溶液，搅拌至溶质完全溶解；

(3)采用滴定的方式使母液与沉淀剂缓慢均匀混合，边滴定边震荡至完全滴定后静置陈化；

(4)对滴定后的混合液进行抽滤，得到沉淀胶状物，然后放置于干燥箱中进行烘干，得到前驱体产物；

(5)将上述前驱体产物进行煅烧，即可得到纳米陶瓷粉末；

(6)将粉体进行压制成片并烧结得到陶瓷块材；

(7)制备CMAS粉末并对得到的陶瓷块材进行CMAS腐蚀实验；制备CMAS粉末，是指将CaO、MgO、Al₂O₃、SiO₂按照摩尔百分比22：19：14：45四种混合得到钙镁铝硅粉末。

2.如权利要求1所述的一种镧掺杂钇铝石榴石陶瓷的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)配制铝盐、钇盐、镧盐的混合溶液，并加入分散剂，搅拌至澄清，使得母液充分混合均匀，所述的分散剂为醇类分散剂，所述的分散剂选用聚乙二醇、正丁醇、正丙醇、乙二醇、异丁醇、异丙醇和正戊醇中的任一种；所述的分散剂占母液用盐的质量比为：1：15～1：5；

(2)配制沉淀剂溶液，搅拌至溶质完全溶解；

(3)采用滴定的方式使母液与沉淀剂缓慢均匀混合，边滴定边震荡至完全滴定后静置陈化；

(4)对滴定后的混合液进行抽滤，得到沉淀胶状物，然后放置于干燥箱中进行烘干，得到前驱体产物；

(5)将上述前驱体产物进行煅烧，即可得到纳米陶瓷粉末；

(6)将粉体进行压制成片并烧结得到陶瓷块材；

(7)制备CMAS粉末并对得到的陶瓷块材进行CMAS腐蚀实验；制备CMAS粉末，是指将CaO、MgO、Al₂O₃、SiO₂按照摩尔百分比22：19：14：45四种混合得到钙镁铝硅粉末。

3.如权利要求2所述的一种镧掺杂钇铝石榴石陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述铝盐为硝酸铝，所述钇盐为硝酸钇，所述镧盐为硝酸镧，所述铝盐、钇盐、镧盐的浓度为0.1～0.5mol/L，所述的混合溶液中，镧离子，钇离子，铝离子的摩尔比为3：27：50～9：21：25。

4.如权利要求2所述的一种镧掺杂钇铝石榴石陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述的沉淀剂为碳酸氢铵，碳酸氢铵溶液浓度为0.5～1mol/L。

5.如权利要求2所述的一种镧掺杂钇铝石榴石陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述的滴定方式为反滴定法，即将母液缓慢滴定到沉淀剂溶液中；并用4ml/min的慢速滴定方式得到滴定混合液，而且边滴定边用超声波清洗器进行震荡，沉淀剂的加入量应确保完全滴定后的混合液的pH 值为7～9。

6.如权利要求2所述的一种镧掺杂钇铝石榴石陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述的对滴定后的混合液进行抽滤方式为去离子水抽滤3次，无水乙醇抽滤2次；所述的沉淀胶状物放置于干燥箱中进行烘干，干燥箱温度为120℃，干燥时间为6～12h。

7.如权利要求2所述的一种镧掺杂钇铝石榴石陶瓷的制备方法，其特征在于，步骤(5)中，所述的前驱体煅烧在900℃～1300℃下煅烧2～4h。