[发明专利]一种YTaO4

说明书

本发明涉及涂层技术领域，特别涉及一种YTaOsubgt;4/subgt;/Ysubgt;3/subgt;TaOsubgt;7/subgt;双相陶瓷及其制备方法与应用。所述双相陶瓷的制备方法包括以下步骤：S1.采用反相微乳液法制备YTaOsubgt;4/subgt;单相粉体和Ysubgt;3/subgt;TaOsubgt;7/subgt;单相粉体；S2.混合YTaOsubgt;4/subgt;单相粉体和Ysubgt;3/subgt;TaOsubgt;7/subgt;单相粉体，得到混合粉体，随后将混合粉体进行球磨、研磨过筛，接着进行放电等离子烧结，即得所述双相陶瓷。本发明通过引入第二相材料削弱甚至完全抵消了单相稀土钽酸盐在高温下的相变，进而有效提高了材料的硬度和断裂韧性，热导率也随着晶粒尺寸变细而降低，从而解决了传统单相稀土钽酸盐在力学性能和热学性能方面的局限性。

技术领域

本发明涉及涂层技术领域，特别涉及一种YTaO₄/Y₃TaO₇双相陶瓷及其制备方法与应用。

背景技术

热障涂层通过陶瓷等材料在物体表面通过喷涂等工艺使其沉积于高温合金或耐高温金属表面，通过陶瓷等耐高温材料形成的涂层能够隔绝外部热量，降低基底温度，使基底免受高温氧化、腐蚀及磨损。热障涂层常作为航空发动机、燃气轮机受高温零件的保护涂层，以提高相关组件的工作温度和效能，从而延长相关部件的使用寿命，并减少温室气体的排放。研究表明，热障涂层能够有效提高被涂覆物体约60％的热效率。

稀土钽酸盐陶瓷作为一种新的弹体陶瓷热障涂层材料，其使用温度可达1600℃，还具备以下优点：热导率低、硬度高、耐腐蚀、高温相稳定性和力学性能优异，相变前后体积变化小，且其热膨胀系数适宜。

目前，稀土钽酸盐材料普遍为单相结构，其力学、热学性能方面存在局限性，如YTaO₄单相陶瓷具有低热导、匹配的热膨胀系数(热防护领域)、良好的断裂韧性等优点，但YTaO₄单相陶瓷在1400±20℃温度下存在相变，造成其力学性能的下降。

综上，如何提高YTaO₄单相陶瓷的热学性能和力学性能成为目前亟需解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种YTaO₄/Y3TaO₇双相陶瓷及其制备方法与应用，以提高YTaO4单相陶瓷的热学性能和力学性能。

第一个方面，本发明提供一种双相陶瓷的制备方法，包括以下步骤：

S1.采用反相微乳液法制备YTaO₄单相粉体和Y₃TaO₇单相粉体；

S2.混合YTaO₄单相粉体和Y₃TaO₇单相粉体，得到混合粉体，随后将混合粉体进行球磨、研磨过筛，接着进行放电等离子烧结，即得所述双相陶瓷。

可选地，步骤S1中，采用反相微乳液法制备YTaO₄单相粉体和Y₃TaO₇单相粉体包括：

S1.1混合非离子表面活性剂、助表面活性剂和油相，然后加入硝酸钇溶液，并搅拌至无色透明，得到反相微乳液；

S1.2将YTaO₄和Y₃TaO₇分别溶于与步骤A相同的油相中，得到YTaO₄油相溶液和Y₃TaO₇油相溶液，将YTaO₄油相溶液和Y₃TaO₇油相溶液分别逐滴加入到步骤S1.1得到的反相微乳液中，分别搅拌、离心、干燥，得到YTaO₄前驱体和Y₃TaO₇前驱体；