[发明专利]一种两相钽酸镁陶瓷块体的制备方法

说明书

本发明公开了一种两相钽酸镁陶瓷块体的制备方法，将Mg(OH)₂、碱式碳酸镁和草酸镁中的至少一种进行煅烧分解，得到氧化镁粉末；将草酸钽进行煅烧分解，得到氧化钽粉末；分别称量氧化镁粉末和氧化钽粉末；将氧化镁粉末和氧化钽粉末进行球磨混料，干燥后得到混合粉末；将混合粉末进行等静压成形处理，得到块状坯体；将块状坯体进行保温烧结，得到两相钽酸镁陶瓷块体；本发明通过热分解获得具有高度活性的氧化镁和氧化钽粉末，可以有效降低烧结温度，使得在低温下Mg₄Ta₂O₉和MgTa₂O₆即可同时形核长大，不同晶粒之间相互竞争起到抑制晶粒长大的作用，可以降低烧结温度可以防止过烧现象的发生。

技术领域

本发明属于陶瓷材料技术领域，尤其涉及一种两相钽酸镁陶瓷块体的制备方法。

背景技术

稀土钽酸盐(RETaO₄、RE₃TaO₇和RETa₃O₉)陶瓷作为新型的超高温隔热耐磨防护陶瓷材料目前已经被大量研究，其应用范围包括热障涂层、环境障涂层、耐酸碱涂层和耐冲击烧蚀涂层等各个方面。稀土钽酸盐作为热障涂层应有具有热导率低、热膨胀系数与基体匹配、力学性能优异和抗高温水蒸气侵蚀等优点，但是其中含有的稀土元素在高温下会与空气中的钙、镁、铝和硅等的氧化物反应而被腐蚀。

为了进一步优化钽酸盐的热物理性能并延长使用寿命，研究发展稀土元素主要与氧化镁和氧化钙反应而被渗透导致失效，而钽元素与钙、镁、铝和硅等的氧化物具有良好的反应惰性，因此减少钽酸盐中的稀土元素含量成为提高其耐腐蚀性能的一个突破口。

Mg₄Ta₂O₉和MgTa₂O₆陶瓷均具有优异的高温相稳定性和抗腐蚀性能，但是力学性质较差，如断裂韧性较差(小于2MPa.m^1/2)和较高的热导率(2.5～5W.m^-1.K^-1)，进而力学性质成为了其进一步应用主要缺陷。

发明内容

本发明的目的是提供一种两相钽酸镁陶瓷块体的制备方法，以提升钽酸镁块体的力学性质。

本发明采用以下技术方案：一种两相钽酸镁陶瓷块体的制备方法，包括以下步骤：

将Mg(OH)₂、碱式碳酸镁和草酸镁中的至少一种进行煅烧分解，得到氧化镁粉末；

将草酸钽进行煅烧分解，得到氧化钽粉末；

根据待制备两相钽酸镁陶瓷块体中Mg₄Ta₂O₉和MgTa₂O₆的摩尔比，分别称量氧化镁粉末和氧化钽粉末；

将氧化镁粉末和氧化钽粉末进行球磨混料，干燥后得到混合粉末；

将混合粉末进行等静压成形处理，得到块状坯体；

将块状坯体进行保温烧结，得到两相钽酸镁陶瓷块体；保温烧结温度为880～1050℃，保温时间为2～3.5h。

进一步地，等静压处理中压片压力为250～320MPa，时间为5～10min。

进一步地，球磨混料中球磨转速为2200～3000rpm，球磨时间为10～20h。

进一步地，将Mg(OH)₂、碱式碳酸镁和草酸镁中的至少一种进行煅烧分解时，煅烧温度为585℃，保温时间为1h。

进一步地，将草酸钽进行煅烧分解时，煅烧温度为850℃，保温1h。