[发明专利]一种离心式喷雾造粒法制备高熵稀土钽酸盐空心球粉体的方法

说明书

本发明公开了一种离心式喷雾造粒法制备高熵稀土钽酸盐空心球粉体的方法，该制备方法包括以下步骤：步骤一、按比例称取原料YAR₂O₃氧化物和五氧化二钽Ta₂O₅，球磨混合均匀后，干燥、过筛和煅烧处理，得块状钽酸盐；步骤二、将块状钽酸盐破碎，将粉体和一次去离子水加入研磨机中研磨，得到所需粒径范围的浆料，将其置于压滤机中过滤，烘干过筛得烘干粉末，往烘干粉末中加入二次去离子水和粘结剂，加入消泡剂得到喷雾造粒预制体，干燥后进筛，得到稀土钽酸盐空心球粉体。该方法制备的空心球形粉颗粒均匀、流动性好、产品纯度高。

技术领域

本发明属于陶瓷分体制备技术领域，具体涉及一种离心式喷雾造粒法制备高熵稀土钽酸盐空心球粉体的方法。

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) 品格畸变效应；(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TBCs领域显示出巨大的发展潜力。目前，新的铁弹性材料稀土钽酸盐RETaO₄陶瓷已成为热障涂层研究的重点材料，由于其极高的熔点、低热导率、高热膨胀系数、良好的热学性能和力学性能，被认为是最具潜力的新一代热障涂层材料。需要进一步降低涂层热导率，提高其流动性，提高涂层热防护性。

发明内容

本发明的目的是提供一种离心式喷雾造粒法制备高熵稀土钽酸盐空心球粉体的方法，制备的空心球形粉颗粒均匀、流动性好、产品纯度高。

本发明采用以下技术方案：一种离心式喷雾造粒法制备高熵稀土钽酸盐空心球粉体的方法，YAR为三价镧系稀土元素中的至少两种、或镧系稀土元素中的至少一种以及Y或Al中的至少一种；原料YAR₂O₃氧化物之间的比例为1/x∶1/x∶.....∶1/x，原料YAR₂O₃氧化物和Ta₂O₅的比例为1/x∶1/x∶.....∶ 1/x∶1，其中x为三价元素的种数；该制备方法包括以下步骤：

步骤一、按比例称取原料，将称量好的原料在球磨机中球磨混合均匀后，进行干燥、过筛和煅烧处理，得块状钽酸盐，其化学反应式为：表示多种三价氧化物的化学式，x为三价元素的种数，x≥2，i为三价元素的排序，1≤i≤x；

步骤二、将所述块状钽酸盐破碎，将粉体和一次去离子水加入研磨机中研磨，利用激光粒度仪检测浆料中颗粒的粒径分布，得到所需粒径范围的浆料，将其置于压滤机中过滤、烘干，过筛得烘干粉末，往烘干粉末中加入二次去离子水和粘结剂，同时加入消泡剂得到喷雾造粒预制体，将预制体喷雾造粒，并干燥，干燥后进行过筛处理，得到稀土钽酸盐空心球粉体；

所述烘干粉末、二次去离子水、粘结剂、消泡剂的质量比为1～10∶1～5∶ 0.3～1∶0.001～1，所述消泡剂为正辛醇。