[发明专利]一种高熵稀土铌/钽/钼酸盐陶瓷及其制备方法

说明书

本发明涉及高熵陶瓷材料技术领域，具体提供一种高熵稀土铌/钽/钼酸盐陶瓷及其制备方法。所述高熵稀土铌/钽/钼酸盐陶瓷化学式为RE₃(Nb_1/3Ta_1/3Mo_1/3)O₇，其中RE为Y，Nd，Sm，Eu，Gd，Dy，Ho，Er，Yb和Lu中的任意3～7种不同元素。其制备方法包括如下步骤：(1)按化学计量比称量稀土氧化物、五氧化二铌、五氧化二钽、三氧化钼和二氧化钼；(2)加入溶剂和球磨介质，采用湿法球磨混合原材料，经真空干燥、过筛得到混合均匀的粉体；(3)将混合均匀的粉体置于不锈钢模具内液压压实，再经过冷等静压得到致密化的坯体；(4)将坯体装入氧化铝坩埚，并置于高温烧结炉内，在空气气氛中烧结。本发明制备的高熵陶瓷热导率低，采用的制备方法具有工艺简单快速、设备要求低、能耗低、可操控性强等优点，容易实现规模化生产。

技术领域

本发明涉及高熵陶瓷材料技术领域，具体提供一种高熵稀土铌/钽/钼酸盐陶瓷及其制备方法。

背景技术

这里的陈述仅提供与本发明有关的背景信息，而不必然构成现有技术。

稀土铌酸盐陶瓷和稀土钽酸盐陶瓷具有高熔点、良好的高温稳定性以及优异的热物理性能，成为新型的热障涂层材料。

高熵陶瓷是将多种组元按照等摩尔比或者近似等摩尔比进行固溶所形成的单一相固溶体。高熵固溶所导致的巨大晶格畸变会使陶瓷材料的热导率显著降低，因此将高熵化方法应用于稀土铌酸盐和稀土钽酸盐体系可以进一步降低其热导率，提升材料性能。近年来，研究者陆续制备出几种具有更低热导率的高熵稀土铌酸盐陶瓷和高熵稀土钽酸盐陶瓷，如(Dy_0.2Ho_0.2Er_0.2Y_0.2Yb_0.2)₃NbO₇，(Sm_0.2Gd_0.2Dy_0.2Y_0.2Yb_0.2)₃TaO₇，(Nd_0.2Sm_0.2Eu_0.2Gd_0.2Dy_0.2)TaO₄等。

对于稀土铌酸盐和稀土钽酸盐而言，除了在RE位形成固溶体，还可以在Nb(Ta)位形成固溶体，或者在RE位和Nb(Ta)位同时形成固溶体。然而，现有技术中所制备的高熵稀土铌酸盐陶瓷和高熵稀土钽酸盐陶瓷仅局限于在RE位形成高熵固溶体，不利于进一步调控材料的结构和性能。此外，发明人发现，现有技术中所制备的可用于热障涂层材料的高熵陶瓷的热导率仍然不够低，不能满足部分实际应用的需求。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明提出一种高熵稀土铌/钽/钼酸盐陶瓷及其制备方法。

本发明一个或一些实施方式中，提供一种高熵稀土铌/钽/钼酸盐陶瓷，所述高熵稀土铌/钽/钼酸盐陶瓷化学式为RE₃(Nb_1/3Ta_1/3Mo_1/3)O₇，其中RE为Y，Nd，Sm，Eu，Gd，Dy，Ho，Er，Yb和Lu中的任意3～7种不同元素，各元素的摩尔比等于1。

本发明一个或一些实施方式中，提供上述高熵稀土铌/钽/钼酸盐陶瓷的制备方法，包括如下步骤：

(1)按化学计量比称量稀土氧化物、五氧化二铌、五氧化二钽、三氧化钼和二氧化钼；

(2)加入溶剂和球磨介质，采用湿法球磨混合原材料，经真空干燥、过筛得到混合均匀的粉体；

(3)将混合均匀的粉体置于不锈钢模具内液压压实，再经过冷等静压得到致密化的坯体；