[发明专利]一种Yb2Si2O7晶须及其制备方法

说明书

本发明公开了一种Yb₂Si₂O₇晶须及其制备方法，属于结构材料制备技术领域。包括以下步骤：1)取Yb(NO)₃·5H₂O，溶解于无水乙醇中，配制成浓度为配制成浓度为0.5～1mol/L的溶液A；2)将Si(OC₂H₅)₄加入溶液A中，充分搅拌均匀，制得溶液B；3)将溶液B干燥后，得到粉体A，并将粉体A在200℃下预烧处理，冷却至室温，制得粉体B；4)将粉体B与混合复盐混合均匀后，在800～1000℃下热处理，制得粉体C；5)将粉体C加水溶解后，离心处理，将沉淀洗涤、干燥，制得Yb₂Si₂O₇晶须。该方法操作简单，反应条件温和，过程可控性强；经该方法制得的Yb₂Si₂O₇晶须形貌可控、纯度高、粒度均一。

技术领域

本发明属于结构材料制备技术领域，具体涉及一种Yb₂Si₂O₇晶须及其制备方法。

背景技术

硅酸镱(Yb₂Si₂O₇)属单斜晶系，属C2/m空间群，其晶格参数为晶面夹角为β＝102.070°，具有α-Yb₂Si₂O₇、β-Yb₂Si₂O₇两种不同单斜结构[Cen Zhao,Feng Wang,Yinjie Sun,Yanchun Zhou,Synthesis andcharacterization of b-Yb₂Si₂O₇powders[J].Ceramics International,2013,39: 5805-5811.]。硅酸镱(Yb₂Si₂O₇)材料自身具备的结构特点及一系列优异的物理化学性能，具有热膨胀系数低、高温热稳定性和化学稳定性好、在水蒸气环境下耐蚀性好、与硅基陶瓷基底接近的热膨胀系数和良好的化学相容性等，使其成为一种高性能结构材料，常被用于热障/环障材料。Yb₂Si₂O₇的热膨胀系数 (3.7×10^-6K^-1)与碳化硅的热膨胀系数(4.5×10^-6K^-1)较为接近，且与SiC之间有很好的物理化学相容性，从而被认为是以SiC为内涂层的复合涂层结构中最理想的外涂层材料之一。

然而，涂层与C/C基体之间或与SiC内涂层之间的热膨胀系数失配产生的热应力均会导致涂层开裂，致使涂层的抗氧化能力下降[JF Huang,XR Zeng, HJ Li,etal.Influence of the preparation temperature on the phase,microstructure andanti-oxidation property of a SiC coating for C/C composites[J].Carbon,2004,42:1517-1521.]。而硅酸镱晶须具有高熔点、低热导率、低热膨胀系数、抗氧化、高温稳定性好等优异性能，与现有应用极其广泛的碳化硅、氮化硅等非氧化物晶须相比，能够在更高的温度和更恶劣的氧化条件下使用，因此可以作为一种性能优异的新型复合材料增强体。