本發(fā)明涉及一種sr2ytao6熱障涂層材料的制備方法，屬于新材料領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

隨著航空事業(yè)的不斷發(fā)展，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的使用溫度不斷提高，要求航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件材料具有更好的耐高溫性能。熱障涂層作為當(dāng)代主要的高溫防護(hù)材料，需要滿足特定的要求，比如高熔點(diǎn)，高的熱膨脹系數(shù)，低熱導(dǎo)率以及良好的高溫化學(xué)穩(wěn)定性等，同時(shí)還需要在高低溫度循環(huán)過(guò)程中保證良好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

目前最常用的熱障涂層材料為氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯(ysz)，但該材料在溫度達(dá)到1200℃時(shí)會(huì)發(fā)生相變，從四方相轉(zhuǎn)變?yōu)閱涡毕?，這會(huì)造成3％～5％的體積膨脹，而膨脹會(huì)引起涂層開裂、剝落等問(wèn)題，最終導(dǎo)致涂層的失效，這使得其已經(jīng)不能滿足當(dāng)代的使用需求。開發(fā)新的熱障涂層材料是十分必要的。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種sr2ytao6熱障涂層材料的制備方法，所述制備方法可以完成對(duì)熱障涂層領(lǐng)域研究所用的sr2ytao6材料的制備。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，提供以下技術(shù)方案。

一種sr2ytao6熱障涂層材料的制備方法，其中，y為鑭系元素：鑭(la)、鈰(ce)、鐠(pr)、釹(nd)、钷(pm)、釤(sm)、銪(eu)、釓(gd)、鋱(tb)、鏑(dy)、鈥(ho)、鉺(er)、銩(tm)、鐿(yb)或镥(lu)，所述方法步驟如下：

(1)將放置有干燥原料的球磨罐置于球磨機(jī)中，加入球磨珠，用無(wú)水乙醇作為球磨介質(zhì)，以每分鐘300轉(zhuǎn)～500轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速球磨5h～8h，得到球磨后的物料；

其中，所需原料為碳酸鍶(srco3)粉、鑭系氧化物(y2o3)粉和五氧化二鉭(ta2o5)粉，y2o3為la2o3、ce2o3、pr2o3、nd2o3、pm2o3、sm2o3、eu2o3、gd2o3、tb2o3、dy2o3、ho2o3、er2o3、tm2o3、yb2o3或lu2o3原料用量按化學(xué)式配比；優(yōu)選srco3粉的純度為99.05％以上，y2o3粉的純度為99.99％以上，ta2o5粉的純度為99.99％以上。

球磨珠與原料的質(zhì)量比為4～3:1。

由于部分y2o3易吸水，優(yōu)選將y2o3先以1℃/min～10℃/min的升溫速度加熱至700℃～900℃煅燒6h～9h后冷卻，得到干燥的y2o3；優(yōu)選升溫速度為5℃/min。

優(yōu)選球磨珠為剛玉球磨珠，由直徑范圍為25cm～30cm的大球、直徑范圍為15cm～20cm的中球和直徑范圍為5cm～10cm的小球組成，優(yōu)選大球、中球和小球的質(zhì)量比為1:2:1。

(2)對(duì)球磨后的物料用小于等于0.5h去除無(wú)水乙醇，得到干燥的粉體。

優(yōu)選對(duì)球磨后的物料使用旋蒸儀進(jìn)行旋蒸干燥，再將旋蒸干燥后的物料置于烘箱中，在100℃～150℃下烘干10h～12h，保證其中無(wú)水乙醇完全蒸發(fā)，得到干燥的粉體。

(3)將干燥的粉體放置于坩堝中，以1℃/min～10℃/min的升溫速度加熱至700℃～900℃煅燒6h～10h后冷卻，得到煅燒后的粉體。

優(yōu)選升溫速度為5℃/min。

(4)將煅燒后的粉體置于研缽中碾磨，并用250目～300目的篩子篩粉，優(yōu)選300目；根據(jù)需要制備的產(chǎn)品，將篩好的粉體直接煅燒或在所需產(chǎn)品形狀的模具中進(jìn)行定型后再煅燒；以1℃/min～10℃/min的升溫速度加熱至1300℃～1600℃煅燒8h～12h，煅燒后冷卻，得到本發(fā)明所述的一種sr2ytao6熱障涂層材料。

優(yōu)選升溫速度為5℃/min。

具體實(shí)施方式

下面通過(guò)實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。

以下實(shí)施例中：

srco3粉體純度為99.05％，la2o3粉體純度為99.99％，ta2o5粉體純度為99.99％，均購(gòu)自廣東惠州瑞爾化學(xué)科技公司；

馬弗爐為lht04/17馬弗爐，德國(guó)納博熱公司；

球磨機(jī)為qm-3sp4星型球磨機(jī)，南京大學(xué)儀器廠；

旋蒸儀為senco旋蒸儀，上海申生科技有限公司；

烘箱為dhg-9070a烘箱，上海浦東榮豐科學(xué)儀器有限公司；

x射線衍射儀為x’pertprompd型，荷蘭panalytical公司；

實(shí)施例1

一種sr2latao6熱障涂層材料的制備方法，所述方法步驟如下：

(1)以2℃/min的升溫速度將la2o3在馬弗爐中加熱至700℃，煅燒9h后隨爐冷卻，得到干燥的la2o3粉體；稱量干燥的原料srco3粉體24.97g、la2o3粉體13.78g和ta2o5粉體18.69g置于球磨罐中，加入剛玉球磨珠200g，所述球磨珠由直徑為25cm的大球、直徑為15cm的中球和直徑為5cm的小球組成，大球、中球和小球的質(zhì)量比為1:2:1；加入無(wú)水乙醇作為球磨介質(zhì)使其沒(méi)過(guò)原料及球磨珠，置于球磨機(jī)中以每分鐘400轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速球磨6h，得到球磨后的物料。

(2)對(duì)球磨后的物料使用旋蒸儀進(jìn)行旋蒸干燥10min直至去除溶劑無(wú)水乙醇，得到旋蒸干燥后的物料，再將旋蒸干燥后的物料置于烘箱中，在100℃下烘干12h，保證其中無(wú)水乙醇完全蒸發(fā)，得到干燥的粉體。

(3)將干燥的粉體放置于坩堝中，在馬弗爐中以5℃/min的升溫速度加熱至700℃煅燒9h后冷卻，得到煅燒后的粉體。

(4)煅燒后的粉體至于研缽中碾磨，并用300目的篩子篩粉，得到粒徑在50μm以下的粉體，然后在馬弗爐中以5℃/min的升溫速度加熱至1300℃煅燒12h，煅燒后隨爐冷卻，得到終產(chǎn)物。

將本實(shí)施例制得的終產(chǎn)物作為樣品進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如下：利用x射線衍射儀進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)樣品在θ為15.295°、21.958°、27.116°的位置出現(xiàn)三強(qiáng)峰，與xrd卡片中sr2latao6標(biāo)準(zhǔn)峰一一對(duì)應(yīng)，且其它小峰也基本吻合，說(shuō)明所述終產(chǎn)物為sr2latao6，為本發(fā)明所述的一種sr2ytao6熱障涂層材料。

實(shí)施例2

一種sr2latao6熱障涂層材料的制備方法，所述方法步驟如下：

(1)以5℃/min的升溫速度將la2o3在馬弗爐中加熱至800℃，煅燒8h后隨爐冷卻，得到干燥的la2o3；稱量干燥的原料srco3粉體24.97g、la2o3粉體13.78g和ta2o5粉體18.69g置于球磨罐中，加入剛玉球磨珠200g，所述球磨珠由直徑為30cm的大球、直徑為20cm的中球和直徑為10cm的小球組成，大球、中球和小球的質(zhì)量比為1:2:1；加入無(wú)水乙醇作為球磨介質(zhì)使其沒(méi)過(guò)原料及球磨珠，置于球磨機(jī)中以每分鐘400轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速球磨6h，得到球磨后的物料。

(2)對(duì)球磨后的物料使用旋蒸儀進(jìn)行旋蒸干燥12min直至去除溶劑無(wú)水乙醇，得到旋蒸干燥后的物料，再將旋蒸干燥后的物料置于烘箱中，在150℃下烘干10h，保證其中無(wú)水乙醇完全蒸發(fā)，得到干燥的粉體。

(3)將干燥的粉體放置于坩堝中，在馬弗爐中以5℃/min的升溫速度加熱至800℃煅燒8h后冷卻，得到煅燒后的粉體。

(4)煅燒后的粉體至于研缽中碾磨，并用300目的篩子篩粉，得到粒徑在50μm以下的粉體，然后在馬弗爐中以5℃/min的升溫速度加熱至1600℃煅燒8h，煅燒后隨爐冷卻，得到終產(chǎn)物。

將本實(shí)施例制得的終產(chǎn)物作為樣品進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如下：利用x射線衍射儀對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)樣品在θ為15.295°、21.958°、27.116°的位置出現(xiàn)三強(qiáng)峰，與xrd卡片中sr2latao6標(biāo)準(zhǔn)峰一一對(duì)應(yīng)，且其它小峰也基本吻合，說(shuō)明所述終產(chǎn)物為sr2latao6，為本發(fā)明所述的一種sr2ytao6熱障涂層材料。

實(shí)施例3

一種sr2latao6熱障涂層材料的制備方法，所述方法步驟如下：

(1)以9℃/min的升溫速度將la2o3在馬弗爐中加熱至900℃，煅燒6h后隨爐冷卻，得到干燥的la2o3；稱量干燥的原料srco3粉體24.97g、la2o3粉體13.78g和ta2o5粉體18.69g置于球磨罐中，加入剛玉球磨珠200g，所述球磨珠由直徑為27cm的大球、直徑為17cm的中球和直徑為7cm的小球組成，大球、中球和小球的質(zhì)量比為1:2:1；加入無(wú)水乙醇作為球磨介質(zhì)使其沒(méi)過(guò)原料及球磨珠，置于球磨機(jī)中以每分鐘400轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速球磨6h，得到球磨后的物料。

(2)對(duì)球磨后的物料使用旋蒸儀進(jìn)行旋蒸干燥15min直至去除溶劑，得到旋蒸干燥后的物料，再將旋蒸干燥后的物料置于烘箱中，在120℃下烘干11h，保證其中無(wú)水乙醇完全蒸發(fā)，得到干燥的粉體。

(3)將干燥的粉體放置于坩堝中，在馬弗爐中以9℃/min的升溫速度加熱至900℃煅燒6h后冷卻，得到煅燒后的粉體。

(4)煅燒后的粉體至于研缽中碾磨，并用300目的篩子篩粉，得到粒徑在50μm以下的粉體，然后在馬弗爐中以5℃/min的升溫速度加熱至1400℃煅燒10h，煅燒后隨爐冷卻，得到終產(chǎn)物。

將本實(shí)施例制得的終產(chǎn)物作為樣品進(jìn)行檢測(cè)，結(jié)果如下：利用x射線衍射儀對(duì)樣品進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)樣品在θ為15.295°、21.958°、27.116°的位置出現(xiàn)三強(qiáng)峰，與xrd卡片中sr2latao6標(biāo)準(zhǔn)峰一一對(duì)應(yīng)，且其它小峰也基本吻合，說(shuō)明所述終產(chǎn)物為sr2latao6，為本發(fā)明所述的一種sr2ytao6熱障涂層材料。