[发明专利]一种陶瓷硅酸镱粉体的固相反应制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种陶瓷硅酸镱(Yb₂SiO₅)粉体的固相反应制备方法，属于固相反应制备陶瓷粉体技术领域。

背景技术

硅基陶瓷材料在干燥环境下具有优异的高温力学性质、化学稳定性和热稳定性。然而，硅基非氧化物陶瓷在发动机工作环境中表面稳定性却发生了急剧的恶化，成为目前制约硅基结构陶瓷在航空发动机热端部件中使用的主要因素。因此在这些硅基非氧化物陶瓷表面沉积或者涂覆一层环境阻障涂层成为了一种有效的减轻基体腐蚀的方法。美国宇航局等单位已对此进行了大量研究。结果表明，在各种涂层材料中，稀土硅酸盐，尤其是硅酸镱，因其具备优越的耐高温性能、在水蒸气中的高稳定性以及与SiC的化学和力学相容性而成为最有应用前景的候选材料之一。

目前制备稀土硅酸盐粉体通常用固相法，合成温度在1600℃以上，且所得粉体为微米级。固相反应法是一种制备陶瓷粉体的常见方法，其具有合成温度低、所得粉体粒径小等优点。目前已用于制备的粉体包括Y₂SiO₅、Y₂Si₂O₇、Lu₂Si₂O₇。这种方法制备工艺简单，设备造价低廉，材料煅烧成型温度低。

文献中对于Yb₂SiO₅的制备很少见，而有关纯的Yb₂SiO₅粉体的制备更是未见报道。因此，本发明采用固相反应制备纯的硅酸镱（Yb₂SiO₅）粉，可望应用于纤维补强陶瓷基复合材料的抗氧化和退化涂层材料。

发明内容

本发明的目的是为了提出一种陶瓷硅酸镱粉体的固相反应制备方法，该方法简单、温度低、耗时短，重复性好，得到的硅酸镱（Yb₂SiO₅）粉的质量纯度不低于95%。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的。

本发明的一种陶瓷硅酸镱粉体的固相反应制备方法，该方法以Yb₂O₃、SiO₂为原料，再通过高温热处理得到Yb₂SiO₅粉体；原料的摩尔比为SiO₂∶Yb₂O₃=1∶0.95；该方法的步骤为：将Yb₂O₃、SiO₂和蒸馏水在室温条件下搅拌0.5-1h，使其混合均匀，将混合物进行烘干，烘干后的样品装入坩埚中，然后放入空气炉中，在1500℃的温度下反应1-3h，反应结束后随炉冷却至室温，研磨所得物，即得到Yb₂SiO₅粉体，原料Yb₂O₃和SiO₂的纯度均为分析纯。

所述的蒸馏水的体积是Yb₂O₃和SiO₂体积和的2-4倍；混合物烘干温度为110-130℃；烘干时间为1-3h；空气炉的升温速率为5-15℃/min。

有益效果

本发明的原料Yb₂O₃、SiO₂成本低廉；该方法简单，设备造价低廉。

附图说明

图1为实施例1、2、3制备的Yb₂SiO₅粉体的X射线衍射图谱；

图2为实施例3、4、5制备的Yb₂SiO₅粉体的X射线衍射图谱。

具体实施方式

实施例1