[发明专利]一种低热导高熵铝酸盐陶瓷及其制备方法

说明书

本发明提供了一种低热导高熵铝酸盐陶瓷及其制备方法，该陶瓷由包括以下摩尔配比的原料制得：六水合硝酸钇0.98‑1.02份；六水合硝酸钕0.98‑1.02份；六水合硝酸钐0.98‑1.02份；六水合硝酸铕0.98‑1.02份；六水合硝酸镱0.98‑1.02份；九水合硝酸铝2.5份。通过将铝酸盐陶瓷的原料在去离子水中进行溶解，加入过量氨水生成沉淀，析出，过滤，干燥沉淀物质后煅烧，放入放电等离子烧结炉中高温烧结，得到铝酸盐陶瓷。经分析表明该高熵铝酸盐陶瓷具有纯度高、相对密度高、热导率低的特点，纯度在99wt％以上，相对密度在97％以上，热导率在1.5W·m^‑1·K^‑1以下。

技术领域

本发明涉及一种低热导高熵RE₄Al₂O₉铝酸盐陶瓷及其制备方法，尤其涉及一种高纯度、高相对密度、低热导率高熵RE₄Al₂O₉铝酸盐陶瓷及其制备方法，属于高温隔热陶瓷领域，所述的高纯度是指纯度不低于99wt％，高相对密度是指相对密度不低于97％，低热导率是指室温热导率不高于1.5W·m^-1·K^-1，高熵是指铝酸盐陶瓷中金属元素的种类不低于五种。

背景技术

新一代的陶瓷基航空发动机叶片的高温环境障/热障涂层材料以稀土硅酸盐、稀土铝酸盐等体系为主，其中稀土铝酸盐以其良好的抗水蒸汽腐蚀能力及与基体良好的化学相容性具备更优异的实际应用潜力。但目前的稀土铝酸盐由于热导率过高，不利于降低发动机叶片表面温度，这将提高基体所承受的温度压力，威胁发动机的可靠性。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明人进行了锐意研究，提供了一种低热导高熵铝酸盐陶瓷及其制备方法，通过高熵的技术，在铝酸盐中同时引入不低于5种稀土金属元素，可有效降低铝酸盐的热导率，从而完成本发明。

本发明提供了的技术方案如下：

第一方面，一种低热导高熵铝酸盐陶瓷，该陶瓷由包括以下摩尔配比的原料制得：

第二方面，一种低热导高熵铝酸盐陶瓷的制备方法，用于制备上述第一方面所述的低热导高熵铝酸盐陶瓷，包括以下步骤：

步骤1，将铝酸盐陶瓷的原料在去离子水中进行溶解，溶解完成后得到溶液，在得到的溶液中加入过量氨水，使溶液的pH值调至9～10，有沉淀物质析出，过滤，取滤饼即为沉淀物质；

步骤2，将步骤1得到的沉淀物质进行干燥处理得到混合粉末，将干燥后的粉末放入高温炉中进行煅烧，得到陶瓷粉体；

步骤3，将步骤2得到陶瓷粉体放入放电等离子烧结炉中进行高温烧结，气氛为真空，烧结温度不低于步骤2中煅烧温度，烧结时间不长于30min，烧结压强控制在15～40MPa，得到铝酸盐陶瓷。

根据本发明提供的一种低热导高熵铝酸盐陶瓷及其制备方法，具有以下有益效果：