【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于稀土硅酸盐陶瓷，具体涉及一种高熵稀土硅酸盐复相陶瓷及其制备方法。
技术介绍
1、航空领域的发展对航空发动机材料的长寿命提出了更高要求，而目前应用的sicf/sic复合材料容易在高温水氧以及熔盐等恶劣环境中发生腐蚀，从而导致其失效。因此，亟需引入抗水相对sicf/sic复合材料进行改性。虽然稀土硅酸盐具有优良的抗水氧腐蚀性能，但是，稀土单硅酸盐与sic基体的热膨胀系数不匹配，稀土双硅酸盐在高温下存在相稳定性较差，这些问题限制稀土硅酸盐的抗水氧性能应用。近年来，新兴的高熵陶瓷由于高熵效应提高了高熵稀土硅酸盐的高温稳定性。此外，鸡尾酒效应拓展了稀土硅酸盐家族，引入不同体系不同性能的高熵稀土硅酸盐。因此，高熵稀土硅酸盐是潜在的陶瓷基复合材料抗水氧相材料。
2、目前制备高熵稀土硅酸盐陶瓷的主要方法有溶胶凝胶法和固相反应法，文献1“high-entropy rare-earth disilicate (lu0.2yb0.2er0.2tm0.2sc0.2)2si2o7: a potentialenvironmental barrier coating material. j. eur. ceram. soc. 42 (2022): 3570-3578”采用固相反应法，将等摩尔比的稀土氧化物与二氧化硅混合均匀，在高温下煅烧获得高熵稀土硅酸盐。该方法制备温度较高（1550 ºc），制备时间长。
3、文献2“high-entropy environmental barrier coating for the c
4、溶胶凝胶法是制备高熵稀土硅酸盐一种优良方法，但是用于制备高熵稀土硅酸盐改性的复合材料易存在不致密、周期长等问题。因此，需要一种新的方法将高熵稀土硅酸盐引入复合材料。
5、目前，将稀土材料引入复合材料的工艺主要有化学气相渗透（cvi）、聚合物浸渍裂解法（pip）和反应熔体渗透法（rmi）。其中，rmi具有制备周期短，改性的复合材料致密化程度高，可大规模化生产等优点。文献3“microstructure, thermophysical properties andoxidation resistance of sicf/sic-ysi2-si composite fabricated through reactivemelt infiltration. j. eur. ceram. soc. 43(2023): 5950-5960.”采用rmi法，选择si-y合金为熔渗材料，制备sicf/sic-ysi2-si复合材料，该复合材料的孔隙率仅为4.83%，制备周期短，抗氧化性能优良。但是用si合金熔渗改性的复合材料存在较多的残余si，会对复合材料的高温力学性能和耐腐蚀性能产生不利的影响。
6、文献4“microstructure and properties of sicf/sic joint brazed by y-al-si-o glass. ceram. int. 2018: 8656-8663.”采用y-al-si-o玻璃连接sicf/sic接头，结果显示yas玻璃可润湿sicf/sic复合材料，且能较好地维持sicf/sic复合材料的抗剪强度，表明yas玻璃可以用于sicf/sic复合材料基体改性。
7、专利号cn201510713666.6提出将cr2o3与cao-mgo-sio2-al2o3玻璃混合，通过高温下反应实现铬双重固定解毒。该方法将cr2o3与玻璃反应，成功固定住铬渣中的cr，并获得含cr结晶相的玻璃陶瓷材料。该专利表明特定氧化物与玻璃混合热处理后能获得特定的晶体材料，促进玻璃陶瓷化。
8、综上，稀土微晶玻璃有望作为陶瓷基复合材料的改性剂，但是如何进一步提高玻璃的陶瓷转化率以及增加玻璃陶瓷内部的高熵稀土硅酸盐相比例成为亟待解决的问题。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种高熵稀土硅酸盐复相陶瓷，引入的高熵稀土氧化物与微晶玻璃中的二氧化硅和三氧化二铝反应可生成抗水氧腐蚀性能较好的稀土硅酸盐与莫来石，在提高陶瓷转化率的同时进一步提升高熵稀土硅酸盐复相陶瓷的抗水氧腐蚀性能。
2、为达到上述目的，本专利技术提供一种高熵稀土硅酸盐复相陶瓷，所述高熵稀土硅酸盐复相陶瓷由高熵稀土氧化物和微晶玻璃粉体制得，所述高熵稀土氧化物的分子式为（re1re2re3re4）2o3，所述微晶玻璃粉体包括如下组分：re12o3、re22o3、re32o3、re42o3、al2o3和sio2，其中，各组分的质量百分含量如下：re12o3、re22o3、re32o3和re42o3的质量百分含量之和为0.1-45%，al2o3的质量百分含量为5-25%，sio2的质量百分含量为30-80%，所述re1、re2、re3和re4各不相同且选自y、yb、ho、er、dy、lu、gd、tm中的一种。
3、作为优选，所述高熵稀土氧化物与微晶玻璃粉体的质量比为1: (1-5)。本专利技术采用上述质量比的高熵稀土氧化物与微晶玻璃粉体，能控制残余相的含量，从而制得抗水氧腐蚀性能优异的高熵稀土硅酸盐复相陶瓷。
4、作为优选，所述高熵稀土氧化物的粒径为1-100μm，微晶玻璃粉体的粒径为1-100μm。本专利技术采用上述粒径的高熵稀土氧化物与微晶玻璃粉体，能使反应充分进行，得到均匀的高熵稀土硅酸盐复相陶瓷。
5、作为优选，所述高熵稀土硅酸盐复相陶瓷中，各组成相的质量百分数含量如下：高熵稀土硅酸盐：50-75%，莫来石：15-35%，二氧化硅5-20%，稀土氧化物5-15%。
6、本专利技术的第二个目的在于提供一种高熵稀土硅酸盐复相陶瓷的制备方法，所述制备方法具体包括如下步骤：
7、s1、混合原料：分别称取高熵稀土氧化物和微晶玻璃粉体，通过球磨混合均匀得到混合粉末；
8、s2、压制成型：将步骤s1得到的混合粉末压制得到坯体；
9、s3、煅烧：将步骤s2得到的坯体置于马弗炉中煅烧后得到高熵稀土硅酸盐复相陶瓷。
10、作为优选，所述步骤s1中，球磨参数如下：球料比为1:（2-6），球磨介质选自去离子水、无水乙醇或甲苯中的一种，球磨转速为200-400 rpm，球磨时间为10-50h。
11、作为优选，所述步骤s2中，压制成型的参数如下：压制压力为4-12mpa，压制时间为3-15min。
12、作为优选，所述步骤s3中，煅烧参数如下：煅烧温度为1200-1450℃，煅烧时间为1-5h。
13、与现有技术相比，本专利技术具有如下本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高熵稀土硅酸盐复相陶瓷，其特征在于，所述高熵稀土硅酸盐复相陶瓷由高熵稀土氧化物和微晶玻璃粉体制得，所述高熵稀土氧化物的分子式为（RE1RE2RE3RE4）2O3，所述微晶玻璃粉体包括如下组分：RE12O3、RE22O3、RE32O3、RE42O3、Al2O3和SiO2，其中，各组分的质量百分含量如下：RE12O3、RE22O3、RE32O3和RE42O3的质量百分含量之和为0.1-45%，Al2O3的质量百分含量为5-25%，SiO2的质量百分含量为30-80%，所述RE1、RE2、RE3和RE4各不相同且选自Y、Yb、Ho、Er、Dy、Lu、Gd、Tm中的一种。
2.如权利要求1所述的高熵稀土硅酸盐复相陶瓷，其特征在于，所述高熵稀土氧化物与微晶玻璃粉体的质量比为1: (1-5)。
3.如权利要求1所述的高熵稀土硅酸盐复相陶瓷，其特征在于，所述高熵稀土氧化物的粒径为1-100μm，所述微晶玻璃粉体的粒径为1-100μm。
4.如权利要求1所述的高熵稀土硅酸盐复相陶瓷，其特征在于，所述高熵稀土硅酸盐复相陶瓷中，各组成相的质量百分含量如下：
5.一种如权利要求1-4任一所述的高熵稀土硅酸盐复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述制备方法具体包括如下步骤：
6.如权利要求5所述的高熵稀土硅酸盐复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，球磨参数如下：球料比为1:（2-6），球磨介质选自去离子水、无水乙醇或甲苯中的一种，球磨转速为200-400 rpm，球磨时间为10-50h。
7.如权利要求5所述的高熵稀土硅酸盐复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，压制成型的参数如下：压制压力为4-12MPa，压制时间为3-15min。
8.如权利要求5所述的高熵稀土硅酸盐复相陶瓷的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，煅烧的参数如下：煅烧温度为1200-1450℃，煅烧时间为1-5h。
...【技术特征摘要】
1.一种高熵稀土硅酸盐复相陶瓷，其特征在于，所述高熵稀土硅酸盐复相陶瓷由高熵稀土氧化物和微晶玻璃粉体制得，所述高熵稀土氧化物的分子式为（re1re2re3re4）2o3，所述微晶玻璃粉体包括如下组分：re12o3、re22o3、re32o3、re42o3、al2o3和sio2，其中，各组分的质量百分含量如下：re12o3、re22o3、re32o3和re42o3的质量百分含量之和为0.1-45%，al2o3的质量百分含量为5-25%，sio2的质量百分含量为30-80%，所述re1、re2、re3和re4各不相同且选自y、yb、ho、er、dy、lu、gd、tm中的一种。
2.如权利要求1所述的高熵稀土硅酸盐复相陶瓷，其特征在于，所述高熵稀土氧化物与微晶玻璃粉体的质量比为1: (1-5)。
3.如权利要求1所述的高熵稀土硅酸盐复相陶瓷，其特征在于，所述高熵稀土氧化物的粒径为1-100μm，所述微晶玻璃粉体的粒径为1-100μm。
4.如权利要求1...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹晔洁，刘永胜，陈品箫，董泽华，
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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