[发明专利]一种锆酸钐陶瓷的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种锆酸钐，具体来说是一种锆酸钐陶瓷的制备方法。

背景技术

大幅度提高金属高温材料工作温度目前唯一切实可行的方法是采用热障涂层技术。目前获得实际应用的热障涂层大多为双层结构，底层为金属粘结层，起着抗高温氧化腐蚀和改善基体与陶瓷涂层物理相容性的作用；表层为陶瓷隔热层，主要作用是隔热、抗腐蚀、冲刷和侵蚀。Y₂O₃稳定的ZrO₂(YSZ)是目前广泛应用的热障涂层的陶瓷隔热层，YSZ的工作温度不能超过1200℃。Sm₂Zr₂O₇是目前研究的热点，常用共沉淀法和固相法制备Sm₂Zr₂O₇粉体，例如，房师阁等人用硝酸溶解稀土氧化物，溶解后得到的稀土硝酸盐溶液与溶于去离子水的ZrOCl₂﹒8H₂O混合搅拌，将混合液体逐滴滴入盛有过量氨水的烧瓶中，控制pH值和滴加速度以使反应溶液的pH尽量保持稳定，使各粒子在过量的氨水中按比例均匀地沉淀，得到细小均匀的胶体沉淀后经24h陈化后，用去离子水抽滤去除氨根离子和其他杂质离子，然后改用无水乙醇抽滤。抽滤所得的块料置于100℃的烘箱中烘烤24h，研磨过300目筛，然后在800℃下热处理3h，经Nabertherm烧结炉1200℃下保温2h后获得纳米级Sm₂Zr₂O₇陶瓷粉体，该法耗时及原料较贵。固相法制备Sm₂Zr₂O₇粉体，将Sm₂O₃和ZrO₂混合物球磨后，固相反应需在1600℃下灼烧10h，该法固相反应温度高。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种锆酸钐陶瓷的制备方法，所述的这种锆酸钐陶瓷的制备方法解决了现有技术中的制备方法工艺复杂、成本高的技术问题。

本发明提供了一种锆酸钐陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

（1）将Sm₂O₃和ZrO₂分别放入氧化锆坩埚中，在800～1000℃下灼烧0.5～3h，冷至室温；

（2）分别称取上述处理过的Sm₂O₃、ZrO₂和熔盐，所述的熔盐为氯化钠、氯化钾、硫酸钠、硫酸钾、硝酸钠、硝酸钾中的一种或一种以上的混合物，所述的Sm₂O₃、ZrO₂和熔盐的质量比为1.4150:1:1.9～4.8，先将Sm₂O₃、ZrO₂加入到氧化锆球磨罐中球磨0.5～2h，然后再加入熔盐球磨0.2~1h，得Sm₂O₃、ZrO₂和熔盐的混合物；

（3）将上述Sm₂O₃、ZrO₂和熔盐的混合物放入氧化锆坩埚中，在900～1180℃下灼烧5～7h，冷至室温；

（4）用高速离心机和去离子水将上述产物中的熔盐洗去，产物在105～120℃下干燥3～5h，得到锆酸钐粉体；

（5）用压片机将上述锆酸钐的粉体压成片状，将片状的锆酸钐放入氧化锆坩埚中，在1300～1600℃下灼烧5～8h，冷至室温，得到锆酸钐陶瓷。

本发明采Sm₂O₃和ZrO₂为原料，采用熔盐法制备Sm₂Zr₂O₇陶瓷粉体，并将Sm₂Zr₂O₇陶瓷粉体烧成Sm₂Zr₂O₇陶瓷。

本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明的合成温度较低，制备出的锆酸钐粉体的热稳定性好，在1700℃不发生相变。

具体实施方式

下面通过具体实施例对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。