[发明专利]一种熔盐法制备高熵稀土钽酸盐RETaO4

说明书

本发明公开了一种熔盐法制备高熵稀土钽酸盐RETaO₄球形粉体的方法，其中RE为钇、铝及镧系稀土元素中的至少一种。该稀土钽酸盐球形粉末的制备方法为将RE₂O₃和Ta₂O₅等摩尔混合，与KCl和NaCl混合熔盐加入球磨机中进行球磨，球磨后的粉末经干燥，过筛，煅烧，冷却后清洗，过滤，二次干燥，过筛即得。该方法具有合成温度低、反应时间短、工艺简单、合成产物纯度高、球形率高、流动性好、粉体颗粒的晶型与形貌可控、无团聚，容易分散等优点。

1.1.1技术领域

本发明涉及本发明属于陶瓷粉体制备技术领域，具体涉及一种熔盐法制备高熵稀土钽酸盐RETaO₄球形粉体的方法。

1.1.2背景技术

近年来，“高熵”已经成为材料研究领域的一个热门方向，即通过引入结构熵来开发具有优良性能的新材料。基于四种高熵效应：(1)热力学的高熵效应；(2)晶格畸变效应；(3)滞后扩散效应；(4)多主元元素的“混合效应”，表现出高强度、高韧性、耐腐蚀、耐磨、优异的热学和电学等优良性能，因此，“高熵”可以显著提高材料的综合性能。

高熵陶瓷因其具有高熔点、高硬度、高韧性、低导热系数和耐腐蚀等优点，在热障涂层 (TBCs)领域显示出巨大的发展潜力。Wang等利用高熵效应对RETaO₄陶瓷的综合性能进行优化，系统研究了(5RE_0.2)TaO₄的相结构、铁弹性增韧机理、热学性能和力学性能，结果表明 (5RE_0.2)TaO₄在TBCs中具有很大的应用潜力。谭强等制备氧化钇稳定性氧化锆(YSZ)空心球粉体作为热障涂层材料，发现其综合性能得到一定程度上的改善。稀土钽酸盐热障涂层粉末的制备是TBCs制备过程中非常关键的一步，其质量直接影响涂层的性能。中国专利 CN109627000A公开了一种稀土钽/铌酸盐(RETa/NbO₄)陶瓷粉体及其制备方法，但在煅烧过程中存在粉体纯度不高、合成温度高，离心式喷雾造粒过程中存在损耗等问题。

1.1.3发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种熔盐法制备高熵稀土钽酸盐RETaO₄球形粉体的方法，制备纯度高、球形率高、流动性好的稀土钽酸盐RETaO₄球形粉体。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

1、一种熔盐法制备高熵稀土钽酸盐RETaO₄球形粉体的方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)称取原料和熔盐，以无水乙醇为介质，在球磨机中球磨均匀；

(2)将步骤(1)得到的产物干燥、过筛，然后加热煅烧；

(3)将步骤(2)得到的产物冷却，清洗；

(4)步骤(3)洗涤后的粉末经过滤、二次干燥、过筛后即得；

所述稀土钽酸盐RETaO₄中，RE为钇、铝及镧系稀土元素中的至少一种。