[发明专利]钇铝硅酸盐玻璃陶瓷的制备方法

说明书

本发明公开了一种钇铝硅酸盐玻璃陶瓷的制备方法，包括：将各原料组分按比例混合均匀，加热至熔融态并恒温，将熔融液体固化成型，保温预设时间后降温处理，得到钇铝硅酸盐玻璃陶瓷；或者将各原料组分按比例混合均匀，之后加热至熔融态并恒温预设时间，然后将熔融液体水淬冷却固化，得到钇铝硅酸盐玻璃；将钇铝硅酸盐玻璃经第一升温并保温处理后成核，之后经第二升温并保温处理后晶化，冷却，得到钇铝硅酸盐玻璃陶瓷。利用本发明能够得到晶相为Y₂Si₂O₇低膨胀系数钇铝硅酸盐玻璃陶瓷。

技术领域

本发明涉及一种玻璃陶瓷，具体是，涉及一种钇铝硅酸盐玻璃陶瓷的制备方法。

背景技术

基于独特的结构特点和优异的物理化学性能，硅酸钇广泛应用于高温结构陶瓷、高温抗氧化保护膜、热障涂层材料、介电材料和耐摩材料等领域；例如：硅酸钇添加到Si₃N₄和SiC陶瓷中能够提高其高温机械性能和热学性能。具体地，硅酸钇有Y₂Si₂O₇、Y₂SiO₅和Y_4.67(SiO₄)₃O三种晶体结构。

钇铝硅酸盐玻璃由于其具有低的热膨胀系数，可以用作SiC陶瓷的烧结助剂。但是玻璃相的存在会降低陶瓷的机械性能和抗氧化性能，使玻璃相结晶之后能够减弱玻璃相的这些影响。SiC陶瓷以及钇铝硅酸盐玻璃中析出的晶体的热膨胀系数为：SiC(4.5×10^-6K^-1)、Y₃Al₅O₁₂(9.26×10^-6K^-1)、Y₂SiO₅(7.06×10^-6K^-1)、Y₂Si₂O₇(3.96×10^-6K^-1)、Si₂Al₆O₁₃(4.56×10^-6K^-1)。对比以上数值，只有Y₂Si₂O₇的热膨胀系数比SiC陶瓷低，因此用于烧结助剂的钇铝硅酸盐玻璃中析出Y₂Si₂O₇晶体是非常有利的。

目前，虽然有许多关于钇铝硅酸盐玻璃析出Y₂Si₂O₇晶体的报道，但是这些玻璃在析出Y₂Si₂O₇晶体的同时还有其它晶体析出，单独析出Y₂Si₂O₇晶体的钇铝硅酸盐玻璃尚未见报道。

发明内容

针对现有技术的缺点，本发明旨在提供一种钇铝硅酸盐玻璃陶瓷的制备方法。采用本发明提供的方法，将Y₂O₃、Al₂O₃和SiO₂按照一定的比例熔制成玻璃后，再对玻璃进行析晶热处理，能够得到晶相为Y₂Si₂O₇低膨胀系数钇铝硅酸盐玻璃陶瓷。

为此，本发明提供如下技术方案：

第一方面，本发明提供一种钇铝硅酸盐玻璃陶瓷，制备玻璃陶瓷的原料组分按质量份计，包括：Y₂O₃ 40～56质量份、Al₂O₃ 10～24质量份以及SiO₂ 26～40质量份。