【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于硅酸盐陶瓷制备，尤其涉及一种稀土硅酸盐陶瓷的制备方法。
技术介绍
1、作为新一代航空发动机热端构件最具潜力的结构材料之一，sicf/sic材料在高温下易与水蒸气(h2o)反应，生成h2sio4等挥发性物质，造成复合材料弯曲强度、剪切强度等力学性能下降，甚至导致材料开裂，严重影响航空发动机热端构件的使用寿命。稀土硅酸盐具有良好的抗高温水蒸气腐蚀能力，在高温燃气环境下可保持结构稳定，且其热膨胀系数与sicf/sic材料匹配，是sicf/sic材料基体改性组元的候选材料。
2、目前常用硅或硅-钇合金通过反应熔渗法(rmi)制备硅酸钇来改性sicf/sic材料。但是这种方法制备温度过高(≥1500℃)，易损伤纤维，且获得的材料基体中常有硅或其他杂质的残留，严重影响材料的抗水氧及高温力学性能，因此亟需开发一种熔点低且能反应完全的熔渗材料。
3、文献1“formation mechanism of si-y-c ceramic matrix by reactive meltinfiltration using si-y alloy and properties of c/si-y-c composites”使用反应熔体渗透法(rmi)将si-y共晶合金引入多孔c/c预制件中，制备了c/si-y-c复合材料。结果发现在si-y-c基体出现了四个主要区域，即非晶碳、掺杂ysi2的多晶sic、非晶sic和单晶ysi2。与传统的c/c-sic相比，c/si-y-c复合材料的力学性能和热导率均有所提高。文献2“i
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，可以代替传统的熔渗剂制备稀土硅酸盐改性的陶瓷基复合材料，在方法和思路上具有创新性。
2、本专利技术的目的通过如下技术方案来实现：一种稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：
3、s1、制备稀土微晶玻璃块体：将稀土微晶玻璃块体的原料粉体混合后湿球磨得到混合浆液，将混合浆液干燥后得到混合粉体，将混合粉体升温后经过高温保温处理得到稀土微晶玻璃块体；
4、s2、制备稀土微晶玻璃粉体：将步骤s1制得的稀土微晶玻璃块体湿球磨后得到浆液，将浆液干燥后过筛得到稀土微晶玻璃粉体；
5、s3、制备稀土硅酸盐陶瓷：将步骤s2制得的稀土微晶玻璃粉体与稀土氧化物混合后湿球磨得到稀土硅酸盐陶瓷浆液，将浆液干燥后压制成稀土硅酸盐陶瓷块体，升温后经过高温保温处理得到稀土硅酸盐陶瓷。
6、作为优选，所述步骤s1中，稀土微晶玻璃块体的原料包括如下质量百分数的组分：re2o3：20～40wt％，al2o3：10～20wt％，sio2：50～60wt％，且所述re2o3、al2o3和sio2的粒径为1-5μm。本专利技术使用上述质量百分比适合大规模生产，在这个范围内制备出的稀土微晶玻璃成分均匀，1400℃烧结后具有较高的结晶度，而粒径过小或过大都难以制备均匀的玻璃体，因此本专利技术采用上述范围内的粒径。
7、作为优选，所述re选自y、yb、ho、er、ho、dy、sc、lu中的至少一种。本专利技术中，re-o键键能相差不大，形成的微晶玻璃性质类似。
8、作为优选，还包括b2o3，且所述b2o3的添加量为稀土微晶玻璃块体质量的5-10％。
9、作为优选，所述步骤s1中，湿球磨的参数如下：采用滚筒球磨机，湿球混合24h，滚筒球磨机的转速为250-350r/min。
10、作为优选，所述步骤s1中，干燥的参数如下：干燥的时间为5-10h，干燥的温度为80-120℃。
11、作为优选，所述步骤s1中，高温保温处理的参数如下：保温的温度为1600-1700℃，保温的时间为2-3h，升温速率为5℃/min。
12、作为优选，所述步骤s2中，湿球磨的参数如下：采用行星球磨机，湿球磨24h，行星球磨机的转速为250-350r/min。
13、作为优选，所述步骤s2中，干燥的参数如下：干燥的时间为5-10h，干燥的温度为80-120℃。
14、作为优选，所述步骤s2中，过筛的目数为200。
15、作为优选，所述步骤s3中，稀土氧化物选自y2o3、yb2o3、ho2o3、er2o3 dy2o3、dy2o3、sc2o3、lu2o3中的至少一种，且所述稀土微晶玻璃粉体与稀土氧化物的质量比为1：(1-2)。
16、作为优选，所述步骤s3中，湿球磨的参数如下：采用行星球磨机，湿球磨24h，行星球磨机的转速为250-350r/min。
17、作为优选，干燥的参数如下：干燥的时间为5-10h，干燥的温度为80-120℃。
18、作为优选，所述步骤s3中，高温保温处理的参数如下：保温的温度为1400℃，保温的时间为3h，升温速率为5℃/min。
19、作为优选，所述步骤s3中，压制的参数如下：压制应力为10-20mpa，压制时间为5-10min。
20、与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：
21、1、本专利技术首次提出采用稀土氧化物(re2o3)和稀土微晶玻璃(re-al-si-o)实现稀土硅酸盐陶瓷的制备，与现有专利相比，本专利技术为稀土硅酸盐陶瓷的制备以及稀土微晶玻璃向陶瓷化的转变提供了新的思路；
22、2、与文献1中采用si-y合金反应熔深制备sicf/sic材料相比，本专利技术解决了残余碳或残余硅过多的问题，可以有效提升材料的高温抗水氧腐蚀性能；与文献4“watervapour corrosion of rare ea本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，稀土微晶玻璃块体的原料包括如下质量百分数的组分：RE2O3：20～40wt％，Al2O3：10～20wt％，SiO2：50～60wt％，且所述RE2O3、Al2O3和SiO2的粒径为1-5μm。
3.如权利要求2所述的稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，所述RE选自Y、Yb、Ho、Er、Ho、Dy、Sc、Lu中的至少一种。
4.如权利要求2所述的稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，还包括B2O3，且所述B2O3的添加量为稀土微晶玻璃块体质量的5-10％。
5.如权利要求1所述的稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，湿球磨的参数如下：采用滚筒球磨机，湿球混合24h，滚筒球磨机的转速为250-350r/min；和/或，
6.如权利要求1所述的稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，湿球磨的参数如下：采用行星球磨机，湿球磨24h，行星球磨机的
7.如权利要求1所述的稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，稀土氧化物选自Y2O3、Yb2O3、Ho2O3、Er2O3 Dy2O3、Dy2O3、Sc2O3、Lu2O3中的至少一种，且所述稀土微晶玻璃粉体与稀土氧化物的质量比为1：(1-2)。
8.如权利要求1所述的稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，湿球磨的参数如下：采用行星球磨机，湿球磨24h，行星球磨机的转速为250-350r/min；和/或，
9.如权利要求1所述的稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，高温保温处理的参数如下：保温的温度为1400℃，保温的时间为3h，升温速率为5℃/min。
10.如权利要求1所述的稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，压制的参数如下：压制应力为10-20MPa，压制时间为5-10min。
...【技术特征摘要】
1.一种稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，稀土微晶玻璃块体的原料包括如下质量百分数的组分：re2o3：20～40wt％，al2o3：10～20wt％，sio2：50～60wt％，且所述re2o3、al2o3和sio2的粒径为1-5μm。
3.如权利要求2所述的稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，所述re选自y、yb、ho、er、ho、dy、sc、lu中的至少一种。
4.如权利要求2所述的稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，还包括b2o3，且所述b2o3的添加量为稀土微晶玻璃块体质量的5-10％。
5.如权利要求1所述的稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤s1中，湿球磨的参数如下：采用滚筒球磨机，湿球混合24h，滚筒球磨机的转速为250-350r/min；和/或，
6.如权利要求1所述的稀土硅酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹晔洁，董泽华，刘永胜，陈品箫，
申请(专利权)人：西北工业大学宁波研究院，
类型：发明
国别省市：
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