[发明专利]一种离心式喷雾造粒法制备钽酸盐（Y/Al/RE）3

说明书

本发明公开了一种离心式喷雾造粒法制备钽酸盐(Y/Al/RE)subgt;3/subgt;TaOsubgt;7/subgt;空心球粉体的方法，包括如下步骤：按比例称取原料五氧化二钽Tasubgt;2/subgt;Osubgt;5/subgt;和Ysubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;或Alsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;或稀土氧化物REsubgt;2/subgt;Osubgt;3/subgt;，球磨后干燥、过筛和煅烧处理得块状粉体；将粉体破碎后，以去离子水为球磨助剂，在球磨机中球磨至所需粒径范围的浆料，再干燥过筛得粉末；将粉末、去离子水、粘结剂和消泡剂混合搅拌均匀得喷雾造粒预制体浆料，通过离心式喷雾造粒机制成球型粉体，最后干燥、过筛处理后得到钽酸盐空心球粉体。本发明能制得球形率高、流动性好、空心率高、粒径均匀的钽酸盐空心球粉体，且转化和生产效率较高，生产成本低，工艺简单，控制方便，易实现自动化。

技术领域

本发明涉及陶瓷粉体制备技术领域，特别是涉及一种离心式喷雾造粒法制备钽酸盐(Y/Al/RE)₃TaO₇空心球粉体的方法。

背景技术

稀土钽酸盐RE₃TaO₇陶瓷具有较低的热导率(1.1～2.1W·m^-1·K^-1)，远低于传统的热障涂层材料YSZ的热导率，并且其热导率大体上呈现出随温度升高而降低的趋势，稀土钽酸盐RE₃TaO₇陶瓷具有很好的高温相稳定性，它的热膨胀系数随温度升高而增加，最高值接近YSZ(10-11×10^-6K^-1)，优异的力学性质，符合热障涂层材料的性能要求，在将来有可能能够作为热障涂层或其他高温隔热材料应用。然而，现有的稀土钽酸RE₃TaO₇陶瓷为实心球粉体，存在热量传递效率差，热导率相对较高的问题，且粉体纯度较低，流动性不好，由其制备的涂层孔隙率低、热导率较高。因此，亟需寻找更加合适的粉体制备工艺，以改善稀土钽酸RE₃TaO₇陶瓷粉体的热量传递效率、流动性等性能。

现有研究表明，采用空心结构的粉末进行喷涂时，空心的粉末会融化成“扁平粒子”并粘附在基体上，所形成的“扁平粒子”喷涂的涂层厚度更加均匀、缺陷更少、具有适中的孔隙率、声子平均自由程减小、热导率极低。目前制备氧化物陶瓷空心球的方法有聚合制粉法、熔融喷吹法、等离子球化法、模板法、喷雾造粒法等，其中，喷雾造粒法为：喷雾造粒过程中，雾化的小液滴进入干燥室后，溶剂迅速蒸发，形成一种毛细管力，在毛细管力的作用下，溶质向液滴表面移动，同时液滴直径变小，液滴表面溶质浓度不断增加并在某一时刻达到其临界过饱和浓度，成核，生长，互相接触形成外壳，随后，壳内的溶液迅速蒸发同时生成气体膨胀，从而形成空心球。

例如，中国发明专利CN102503383A公开了一种采用喷雾造粒工艺制备氧化物空心球的方法，通过在陶瓷浆料中加入发泡剂使之发泡，利用喷雾造粒技术使浆料成球，再经热处理以达到制备氧化物空心球的目的，既可以得到更小粒径的空心球又能降低制备成本，节能降耗。中国发明专利CN103086700A公开了一种热喷涂用的纳米氧化物陶瓷空心球的制备方法，以氧化物陶瓷粉末为悬浮液原料，添加分散剂、悬浮剂、粘合剂和发泡剂，并与去离子水混合后球磨，对所获得的悬浮液进行离心式喷雾造粒，再过筛分级，最后对造粒后得到的氧化物空心球进行热处理，获得可用于热喷涂应用的纳米氧化物类陶瓷空心球。然而，虽然上述专利都是采用喷雾造粒法制得氧化物空心球，但是均需要采用发泡剂进行发泡。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种离心式喷雾造粒法制备钽酸盐(Y/Al/RE)₃TaO₇空心球粉体的方法，用于解决现有技术中钽酸盐实心球粉体热量传递效率差、热导率相对较高、流动性不好等问题。