一种Sr2YTaO6热障涂层材料的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种Sr2YTaO6热障涂层材料的制备方法，属于新材料领域。所述材料中Y为镧系元素，所述方法为：将干燥原料SrCO3、Y2O3和Ta2O5粉每分钟300转～500转的转速球磨5h～8h；用小于等于0.5h去除无水乙醇，得到干燥的粉体；放入坩埚中以1℃/min～10℃/min的升温速度加热至700℃～900℃，煅烧6h～10h后冷却，得到煅烧后的粉体；在研钵中碾磨，并用250目～300目的筛子筛粉，将筛好的粉体直接煅烧或在模具中进行定型后再煅烧；以1℃/min～10℃/min的升温速度加热至1300℃～1600℃，煅烧8h～12h，煅烧后冷却，得到所述材料。

Method for preparing Sr2YTaO6 thermal barrier coating material

The invention relates to a preparation method of a Sr2YTaO6 thermal barrier coating material, belonging to the field of new materials. The material Y for lanthanides, the method is as follows: SrCO3, Y2O3 and Ta2O5 dried raw material powder 300 rpm to 500 rpm speed of milling 5h ~ 8h; with less than or equal to 0.5h removal by anhydrous ethanol, drying powder; into the crucible to 1 degrees /min to 10 DEG /min the heating rate of heating to 700 to 900 DEG C, calcined 6h ~ 10h after cooling, the powder are calcined; milled in a mortar, and with 250 to 300 to sieve powder, powder sieve or direct calcination will shape after calcination in the mold to 1 DEG C ~ /min; the heating rate of heating at 10 for /min to 1300 to 1600 DEG C, 8h ~ 12h after calcination, calcination cooling, obtaining the material.

【技术实现步骤摘要】
一种Sr2YTaO6热障涂层材料的制备方法
本专利技术涉及一种Sr2YTaO6热障涂层材料的制备方法，属于新材料领域。
技术介绍
随着航空事业的不断发展，航空发动机的使用温度不断提高，要求航空发动机的热端部件材料具有更好的耐高温性能。热障涂层作为当代主要的高温防护材料，需要满足特定的要求，比如高熔点，高的热膨胀系数，低热导率以及良好的高温化学稳定性等，同时还需要在高低温度循环过程中保证良好的结构稳定性。目前最常用的热障涂层材料为氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)，但该材料在温度达到1200℃时会发生相变，从四方相转变为单斜相，这会造成3％～5％的体积膨胀，而膨胀会引起涂层开裂、剥落等问题，最终导致涂层的失效，这使得其已经不能满足当代的使用需求。开发新的热障涂层材料是十分必要的。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种Sr2YTaO6热障涂层材料的制备方法，所述制备方法可以完成对热障涂层领域研究所用的Sr2YTaO6材料的制备。为实现本专利技术的目的，提供以下技术方案。一种Sr2YTaO6热障涂层材料的制备方法，其中，Y为镧系元素：镧(La)、铈(Ce)、镨(Pr)、钕(Nd)、钷(Pm)、钐(Sm)、铕(Eu)、钆(Gd)、铽(Tb)、镝(Dy)、钬(Ho)、铒(Er)、铥(Tm)、镱(Yb)或镥(Lu)，所述方法步骤如下：(1)将放置有干燥原料的球磨罐置于球磨机中，加入球磨珠，用无水乙醇作为球磨介质，以每分钟300转～500转的转速球磨5h～8h，得到球磨后的物料；其中，所需原料为碳酸锶(SrCO3)粉、镧系氧化物(Y2O3)粉和五氧化二钽(Ta2O5)粉，Y2O3为La2O3、Ce2O3、Pr2O3、Nd2O3、Pm2O3、Sm2O3、Eu2O3、Gd2O3、Tb2O3、Dy2O3、Ho2O3、Er2O3、Tm2O3、Yb2O3或Lu2O3原料用量按化学式配比；优选SrCO3粉的纯度为99.05％以上，Y2O3粉的纯度为99.99％以上，Ta2O5粉的纯度为99.99％以上。球磨珠与原料的质量比为4～3:1。由于部分Y2O3易吸水，优选将Y2O3先以1℃/min～10℃/min的升温速度加热至700℃～900℃煅烧6h～9h后冷却，得到干燥的Y2O3；优选升温速度为5℃/min。优选球磨珠为刚玉球磨珠，由直径范围为25cm～30cm的大球、直径范围为15cm～20cm的中球和直径范围为5cm～10cm的小球组成，优选大球、中球和小球的质量比为1:2:1。(2)对球磨后的物料用小于等于0.5h去除无水乙醇，得到干燥的粉体。优选对球磨后的物料使用旋蒸仪进行旋蒸干燥，再将旋蒸干燥后的物料置于烘箱中，在100℃～150℃下烘干10h～12h，保证其中无水乙醇完全蒸发，得到干燥的粉体。(3)将干燥的粉体放置于坩埚中，以1℃/min～10℃/min的升温速度加热至700℃～900℃煅烧6h～10h后冷却，得到煅烧后的粉体。优选升温速度为5℃/min。(4)将煅烧后的粉体置于研钵中碾磨，并用250目～300目的筛子筛粉，优选300目；根据需要制备的产品，将筛好的粉体直接煅烧或在所需产品形状的模具中进行定型后再煅烧；以1℃/min～10℃/min的升温速度加热至1300℃～1600℃煅烧8h～12h，煅烧后冷却，得到本专利技术所述的一种Sr2YTaO6热障涂层材料。优选升温速度为5℃/min。具体实施方式下面通过实例对本专利技术作进一步详细说明。以下实施例中：SrCO3粉体纯度为99.05％，La2O3粉体纯度为99.99％，Ta2O5粉体纯度为99.99％，均购自广东惠州瑞尔化学科技公司；马弗炉为LHT04/17马弗炉，德国纳博热公司；球磨机为QM-3SP4星型球磨机，南京大学仪器厂；旋蒸仪为SENCO旋蒸仪，上海申生科技有限公司；烘箱为DHG-9070A烘箱，上海浦东荣丰科学仪器有限公司；X射线衍射仪为X’PertPROMPD型，荷兰PANalytical公司；实施例1一种Sr2LaTaO6热障涂层材料的制备方法，所述方法步骤如下：(1)以2℃/min的升温速度将La2O3在马弗炉中加热至700℃，煅烧9h后随炉冷却，得到干燥的La2O3粉体；称量干燥的原料SrCO3粉体24.97g、La2O3粉体13.78g和Ta2O5粉体18.69g置于球磨罐中，加入刚玉球磨珠200g，所述球磨珠由直径为25cm的大球、直径为15cm的中球和直径为5cm的小球组成，大球、中球和小球的质量比为1:2:1；加入无水乙醇作为球磨介质使其没过原料及球磨珠，置于球磨机中以每分钟400转的转速球磨6h，得到球磨后的物料。(2)对球磨后的物料使用旋蒸仪进行旋蒸干燥10min直至去除溶剂无水乙醇，得到旋蒸干燥后的物料，再将旋蒸干燥后的物料置于烘箱中，在100℃下烘干12h，保证其中无水乙醇完全蒸发，得到干燥的粉体。(3)将干燥的粉体放置于坩埚中，在马弗炉中以5℃/min的升温速度加热至700℃煅烧9h后冷却，得到煅烧后的粉体。(4)煅烧后的粉体至于研钵中碾磨，并用300目的筛子筛粉，得到粒径在50μm以下的粉体，然后在马弗炉中以5℃/min的升温速度加热至1300℃煅烧12h，煅烧后随炉冷却，得到终产物。将本实施例制得的终产物作为样品进行检测，结果如下：利用X射线衍射仪进行检测，发现样品在θ为15.295°、21.958°、27.116°的位置出现三强峰，与XRD卡片中Sr2LaTaO6标准峰一一对应，且其它小峰也基本吻合，说明所述终产物为Sr2LaTaO6，为本专利技术所述的一种Sr2YTaO6热障涂层材料。实施例2一种Sr2LaTaO6热障涂层材料的制备方法，所述方法步骤如下：(1)以5℃/min的升温速度将La2O3在马弗炉中加热至800℃，煅烧8h后随炉冷却，得到干燥的La2O3；称量干燥的原料SrCO3粉体24.97g、La2O3粉体13.78g和Ta2O5粉体18.69g置于球磨罐中，加入刚玉球磨珠200g，所述球磨珠由直径为30cm的大球、直径为20cm的中球和直径为10cm的小球组成，大球、中球和小球的质量比为1:2:1；加入无水乙醇作为球磨介质使其没过原料及球磨珠，置于球磨机中以每分钟400转的转速球磨6h，得到球磨后的物料。(2)对球磨后的物料使用旋蒸仪进行旋蒸干燥12min直至去除溶剂无水乙醇，得到旋蒸干燥后的物料，再将旋蒸干燥后的物料置于烘箱中，在150℃下烘干10h，保证其中无水乙醇完全蒸发，得到干燥的粉体。(3)将干燥的粉体放置于坩埚中，在马弗炉中以5℃/min的升温速度加热至800℃煅烧8h后冷却，得到煅烧后的粉体。(4)煅烧后的粉体至于研钵中碾磨，并用300目的筛子筛粉，得到粒径在50μm以下的粉体，然后在马弗炉中以5℃/min的升温速度加热至1600℃煅烧8h，煅烧后随炉冷却，得到终产物。将本实施例制得的终产物作为样品进行检测，结果如下：利用X射线衍射仪对样品进行检测，发现样品在θ为15.295°、21.958°、27.116°的位置出现三强峰，与XRD卡片中Sr2LaTaO6标准峰一一对应，且其它小峰也基本吻合，说明所述终产物为Sr2LaTaO6，为本专利技术所述的一种Sr2YTaO6热障涂层材料。实施例3一种Sr2La本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种Sr2YTaO6热障涂层材料的制备方法，其特征在于：Y为La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu，所述方法步骤如下：(1)将放置有干燥原料的球磨罐置于球磨机中，加入球磨珠，用无水乙醇作为球磨介质，以每分钟300转～500转的转速球磨5h～8h，得到球磨后的物料；原料为SrCO3粉、Y2O3粉和Ta2O5粉，球磨珠与原料的质量比为4～3:1；(2)对球磨后的物料用小于等于0.5h去除无水乙醇，得到干燥的粉体；(3)将干燥的粉体放置于坩埚中，以1℃/min～10℃/min的升温速度加热至700℃～900℃，煅烧6h～10h后冷却，得到煅烧后的粉体；(4)将煅烧后的粉体置于研钵中碾磨，并用250目～300目的筛子筛粉，将筛好的粉体直接煅烧或在模具中进行定型后再煅烧；以1℃/min～10℃/min的升温速度加热至1300℃～1600℃，煅烧8h～12h，煅烧后冷却，得到所述的一种Sr2YTaO6热障涂层材料。

【技术特征摘要】
1.一种Sr2YTaO6热障涂层材料的制备方法，其特征在于：Y为La、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb或Lu，所述方法步骤如下：(1)将放置有干燥原料的球磨罐置于球磨机中，加入球磨珠，用无水乙醇作为球磨介质，以每分钟300转～500转的转速球磨5h～8h，得到球磨后的物料；原料为SrCO3粉、Y2O3粉和Ta2O5粉，球磨珠与原料的质量比为4～3:1；(2)对球磨后的物料用小于等于0.5h去除无水乙醇，得到干燥的粉体；(3)将干燥的粉体放置于坩埚中，以1℃/min～10℃/min的升温速度加热至700℃～900℃，煅烧6h～10h后冷却，得到煅烧后的粉体；(4)将煅烧后的粉体置于研钵中碾磨，并用250目～300目的筛子筛粉，将筛好的粉体直接煅烧或在模具中进行定型后再煅烧；以1℃/min～10℃/min的升温速度加热至1300℃～1600℃，煅烧8h～12h，煅烧后冷却，得到所述的一种Sr2YTaO6热障涂层材料。2.根据权利要求1所述的一种Sr2YTaO6热障涂层材料的制备方法，其特征在于：SrCO3粉的纯度为99.05％以上，Y2O3粉的纯度为99.99％以上，Ta2O5粉的纯度为99.99％以上。3.根据权利要求1所述的一种Sr2YTaO6热障涂层材料的制备方法，其特征在于：将Y2O3先以1℃/min～10℃/min的升温速度加热至700℃～900℃煅烧6h～9h后冷却，得到干燥的Y2O3。4.根据权利要求3所述的一种Sr2YTaO6热障涂层材料的制备方法，其特征在于：升温速度为5℃/min。5.根据权利要求1所述的一种Sr2YTaO6热障涂层材料的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玲，马壮，王英华，柳彦博，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11