【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及稀土材料领域，具体涉及一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷及其制备方法。
技术介绍
1、热障涂层(thermal barrier coatings,tbcs)是用于保护高温合金基材的一种先进材料，广泛应用于航空航天发动机、燃气轮机等高温设备中。tbcs的主要功能是隔热，延长基材的使用寿命，提高其工作效率。稀土钽酸盐(y3tao7、ytao4、yta3o9)作为新型热障涂层材料，凭借其优异的高温稳定性、低热导率和良好的抗热震性，显示出广阔的应用前景。在y2o3-ta2o5二元相图中：在高温下，随着y2o3和ta2o5的比例的不断变化，在高温下可以形成不同类型的稀土钽酸盐，随着y2o3含量的降低，生成的稀土钽酸盐如下所示：y3tao7-ytao4-yta3o9。
2、y3tao7的熔点高于2000℃，在高温环境下具有良好的相稳定性，不易发生相变，能够在极端高温条件下保持结构稳定；同时，y3tao7具有较低的热导率，使其在高温环境中表现出色的隔热性能；高的热膨胀系数，能够减少热应力，增强材料的抗热震能力。但是，y3tao7没有像ysz、ytao4一样的铁弹畴增韧机制，导致y3tao7断裂韧性较低。
技术实现思路
1、本专利技术意在提供一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷及其制备方法，以解决现有技术中稀土钽酸盐陶瓷材料断裂韧性不理想的问题。
2、为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷，钽酸盐材料的化学式为(mo2)x-(y3ta
3、优选的，作为一种改进，tacl5粉末、ycl3粉末、ticl4粉末、zrcl4粉末和hfcl4粉末的纯度均≥99.9％。
4、优选的，作为一种改进，一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷的制备方法，包括如下步骤：
5、步骤(1)：按照比例称取tacl5粉末、ycl3粉末、ticl4粉末、zrcl4粉末和hfcl4粉末，分别加入溶剂进行第一次搅拌，得到均匀溶液a；
6、步骤(2)：将步骤(1)得到的溶液a混合进行第二次搅拌，同时加入氨水(nh3·h2o)调节ph值，得到溶液b；
7、步骤(3)：将步骤(2)得到的溶液b放置在反应釜内进行水热反应得到溶液c；
8、步骤(4)：将步骤(3)中的溶液c进行洗涤干燥得到粉末d；
9、步骤(5)：将步骤(4)中粉末d模压形成块体e；
10、步骤(6)：将步骤(5)中块体e进行烧结得到稀土钽酸盐陶瓷。
11、优选的，作为一种改进，步骤(1)中，溶剂为乙醇或去离子水，粉末与溶剂的质量比为(1∶10)～(1∶20)。
12、优选的，作为一种改进，步骤(1)中，第一次搅拌的转速为300～600r/min，搅拌时间为1～2h。
13、优选的，作为一种改进，步骤(2)中，调节ph值为8～10。
14、优选的，作为一种改进，步骤(2)中，第二次搅拌的转速为600～1000r/min，搅拌时间为1～2h。
15、优选的，作为一种改进，步骤(3)中，水热反应的温度为150～250℃，反应时间为24～60h。
16、优选的，作为一种改进，步骤(4)中，洗涤液为乙醇或去离子水；干燥温度80～100℃，干燥时间10～24h。
17、优选的，作为一种改进，步骤(5)中，保压压力为200～300mpa，保压时间为2～4min；步骤(6)中，烧结温度为1500～1700℃，烧结时间为3～5h。
18、本方案的原理及优点是：实际应用时，本技术方案中，针对现有技术中稀土钽酸盐陶瓷材料断裂韧性不理想的问题，对稀土钽酸盐陶瓷的组成及制备工艺进行全面的技术升级。在稀土钽酸盐陶瓷材料的组成上，通过ti、hf、zr三种金属阳离子的共同掺杂，并对金属离子的配比进行优化，从而优化了y3tao7的热力学性能。在技术研发阶段，x的取值范围确认是本技术方案的难点之一，其与材料的力学性能具有极大关联性，研究表明：当x不在所限制范围，晶粒出现大量的第二相，会导致材料性能降低。此外，在制备工艺上，稀土钽酸盐陶瓷由tacl5粉末、ycl3粉末、ticl4粉末、zrcl4粉末和hfcl4粉末通过水热法后烧结而成，运用水热法控制晶粒的大小，使得断裂韧性提高。
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1.一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷，其特征在于：钽酸盐材料的化学式为(MO2)x-(Y3TaO7)1-x；其中0＜X＜0.2，M为Ti、Hf、Zr三种金属阳离子按照等摩尔含量混合；陶瓷材料由TaCl5粉末、YCl3粉末、TiCl4粉末、ZrCl4粉末和HfCl4粉末通过水热法后烧结而成。
2.根据权利要求1所述的一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷，其特征在于：所述TaCl5粉末、YCl3粉末、TiCl4粉末、ZrCl4粉末和HfCl4粉末的纯度均≥99.9％。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，溶剂为乙醇或去离子水，粉末与溶剂的质量比为(1∶10)～(1∶20)。
5.根据权利要求4所述的一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，第一次搅拌的转速为300～600r/min，搅拌时间为1～2h。
6.根据权利要求5所述的一种基于水热法的稀土钽酸盐陶
7.根据权利要求6所述的一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，第二次搅拌的转速为600～1000r/min，搅拌时间为1～2h。
8.根据权利要求7所述的一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，水热反应的温度为150～250℃，反应时间为24～60h。
9.根据权利要求8所述的一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，洗涤液为乙醇或去离子水；干燥温度80～100℃，干燥时间10～24h。
10.根据权利要求9所述的一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤(5)中，保压压力为200～300MPa，保压时间为2～4min；步骤(6)中，烧结温度为1500～1700℃，烧结时间为3～5h。
...【技术特征摘要】
1.一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷，其特征在于：钽酸盐材料的化学式为(mo2)x-(y3tao7)1-x；其中0＜x＜0.2，m为ti、hf、zr三种金属阳离子按照等摩尔含量混合；陶瓷材料由tacl5粉末、ycl3粉末、ticl4粉末、zrcl4粉末和hfcl4粉末通过水热法后烧结而成。
2.根据权利要求1所述的一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷，其特征在于：所述tacl5粉末、ycl3粉末、ticl4粉末、zrcl4粉末和hfcl4粉末的纯度均≥99.9％。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，溶剂为乙醇或去离子水，粉末与溶剂的质量比为(1∶10)～(1∶20)。
5.根据权利要求4所述的一种基于水热法的稀土钽酸盐陶瓷的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，第一次搅拌的转速为300～600r/...
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