[发明专利]一种抗烧结强抗CMAS腐蚀高熵钽/铌陶瓷及其制备方法

说明书

本发明公开了一种抗烧结强抗CMAS腐蚀高熵钽/铌陶瓷及其制备方法。本发明通过抗烧结强抗CMAS腐蚀高熵钽/铌陶瓷，所述抗烧结强抗CMAS腐蚀高熵钽/铌陶瓷具体为以CoO粉末，NiO粉末，MgO粉末，CaO粉末，TaClsubgt;5/subgt;溶液以及NbClsubgt;5/subgt;溶液为原料，通过化学共沉淀法制备出所需的沉淀胶体，最后通过高温煅烧获得块体，以及相应的制备方法；可以制得一种抗烧结强抗CMAS腐蚀高熵钽/铌陶瓷，并且具有上述单一钽/铌酸盐陶瓷的所有特点，以及具有抗烧结、极强抗CMAS腐蚀、极好的断裂韧性的特性。

技术领域

本发明属于高熵陶瓷材料技术领域，具体涉及一种抗烧结强抗CMAS腐蚀高熵钽/铌陶瓷及其制备方法。

背景技术

高熵概念来源于高熵合金, 它以多元组分固溶来增加构型熵从而获得固溶体相结构上的稳定。高熵陶瓷是由多个组元（一般大于5）以等比例或近等比例相互固溶而形成的一类无机非金属材料。高熵陶瓷材料普遍具有四大效应（高熵效应、晶格畸变效应、迟滞扩散效应、性能的“鸡尾酒”效应），这也是促使大量研究人员去研究高熵材料的原因。目前研究的高熵陶瓷主要包括高熵氧化物，碳化物，氮化物以及硼化物。其中高熵氧化物因其具有耐高温、低热导、高硬度、优异的断裂韧性的优点，在航空航天领域、工业发电领域具有广阔的发展潜力。

然而，针对单一的钽酸盐、铌酸盐在力学/热学性能上具有局限性，但是将多种性能优异的钽/铌酸盐陶瓷通过高熵化设计后所获得的陶瓷材料在绝大多数情况下都会有意想不到的效果。

因此，针对上述存在的技术缺陷问题，急需设计和开发一种抗烧结强抗CMAS腐蚀高熵钽/铌陶瓷及其制备方法。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种抗烧结强抗CMAS腐蚀高熵钽/铌陶瓷，本发明的另一目的在于提供一种抗烧结强抗CMAS腐蚀高熵钽/铌陶瓷的制备方法。

本发明的第一目的是这样实现的，所述抗烧结强抗CMAS腐蚀高熵钽/铌陶瓷具体为以CoO粉末，NiO粉末，MgO 粉末，CaO粉末，TaCl₅溶液以及NbCl₅溶液为原料，通过化学共沉淀法制备出所需的沉淀胶体，最后通过高温煅烧获得块体。

本发明的另一目的是这样实现的，所述方法具体包括如下步骤：

首先根据所需制备高熵陶瓷中元素的等摩尔比计算氧化物的用量，然后称取适量CoO，NiO，MgO以及CaO粉末，再将这四种粉末依次倒入溶于酒精的TaCl5与NbCl5混合溶液中；

将以上混合溶液混合均匀后缓慢加入含NH₄⁺的碱式盐溶液，使得溶液pH值稳定在9~10之间，同时不断搅拌以得到均匀的胶体溶液；

将得到的胶体溶液进行抽滤，依次用去离子水与无水乙醇反复洗涤多次，将得到的沉淀经过干燥、研磨、过筛、煅烧后得到所需的(Co_aNi_bMg_cCa_d)Ta_xNb_2-xO₆高熵陶瓷。

本发明通过抗烧结强抗CMAS腐蚀高熵钽/铌陶瓷，所述抗烧结强抗CMAS腐蚀高熵钽/铌陶瓷具体为以CoO粉末，NiO粉末，MgO 粉末，CaO粉末，TaCl₅溶液以及NbCl₅溶液为原料，通过化学共沉淀法制备出所需的沉淀胶体，最后通过高温煅烧获得块体，以及相应的制备方法；可以制得一种抗烧结强抗CMAS腐蚀高熵钽/铌陶瓷，并且具有上述单一钽/铌酸盐陶瓷的所有特点，以及具有抗烧结、极强抗CMAS腐蚀、极好的断裂韧性的特性。

附图说明