一种无压烧结工艺制备YAM陶瓷的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103553615103553615A(43)申请公布日2014.02.05(21)申请号201310381787.6(22)申请日2013.08.28(71)申请人航天材料及工艺研究所地址100076北京市丰台区南大红门路1号申请人中国运载火箭技术研究院(72)发明人卢新坡周延春(74)专利代理机构中国航天科技专利中心11009代理人范晓毅(51)Int.Cl.C04B35/505(2006.01)C04B35/64(2006.01)C04B35/634(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书4页说明书4页附图2页附图2页(54)发明名称一种无压烧结工艺制备YAM陶瓷的方法(57)摘要本发明涉及一种无压烧结工艺制备YAM陶瓷的方法，包括如下步骤：（1）将Y4Al2O9陶瓷粉体与聚乙烯醇PVA混合均匀，然后装入模具中预成型；（2）将预成型后的Y4Al2O9陶瓷进行冷等静压处理；（3）将冷等静压处理后的Y4Al2O9陶瓷在通有惰性气体保护气氛的烧结炉中，以2～20℃/min的升温速率升至1500～2000℃，烧结1～3小时，得到YAM块体陶瓷；该制备方法不仅大大提高了陶瓷材料的致密度，实现了Y4Al2O9陶瓷材料的致密度可控，而且可以制备出较大尺寸和复杂形状的YAM陶瓷材料，以满足航天航空领域的特殊需求。CN103553615ACN10356ACN103553615A权利要求书1/1页1.一种无压烧结工艺制备YAM陶瓷的方法，其特征在于：包括如下步骤：（1）将Y4Al2O9陶瓷粉体与聚乙烯醇PVA混合均匀，然后装入模具中预成型；（2）将预成型后的Y4Al2O9陶瓷进行冷等静压处理；（3）将冷等静压处理后的Y4Al2O9陶瓷在通有惰性气体保护气氛的烧结炉中，以2～20℃/min的升温速率升至1500～2000℃，烧结1～3小时，得到YAM块体陶瓷。2.根据权利要求1所述的一种无压烧结工艺制备YAM陶瓷的方法，其特征在于：所述步骤（1）中Y4Al2O9陶瓷粉体的颗粒度为1～5微米。3.根据权利要求1所述的一种无压烧结工艺制备YAM陶瓷的方法，其特征在于：所述步骤（1）中Y4Al2O9陶瓷粉体使用前进行细化处理，具体为：以去离子水为介质，将Y4Al2O9陶瓷粉体装入Al2O3快速球磨罐中快速磨5～60分钟，然后取出烘干。4.根据权利要求1所述的一种无压烧结工艺制备YAM陶瓷的方法，其特征在于：所述步骤（1）中Y4Al2O9陶瓷粉体与聚乙烯醇PVA的质量比为100：0.5～5。5.根据权利要求1所述的一种无压烧结工艺制备YAM陶瓷的方法，其特征在于：所述步骤（1）中Y4Al2O9陶瓷粉体与聚乙烯醇PVA的预成型压力为1～10MPa，在最高压力下保压2～10分钟，卸压。6.根据权利要求1所述的一种无压烧结工艺制备YAM陶瓷的方法，其特征在于：所述步骤（2）中Y4Al2O9陶瓷进行冷等静压处理的压力为50～280MPa。7.根据权利要求1所述的一种无压烧结工艺制备YAM陶瓷的方法，其特征在于：所述步骤（3）中Y4Al2O9陶瓷在烧结炉中进行烧结时的升温速率为5～10℃/min。8.根据权利要求1所述的一种无压烧结工艺制备YAM陶瓷的方法，其特征在于：所述步骤（3）中的惰性气体为氩气、氦气、氙气或氖气。9.根据权利要求8所述的一种无压烧结工艺制备YAM陶瓷的方法，其特征在于：所述惰性气体为纯度≥99.99%的氩气。2CN103553615A说明书1/4页一种无压烧结工艺制备YAM陶瓷的方法技术领域[0001]本发明涉及三元氧化物陶瓷及其成型制备方法，具体涉及一种无压烧结工艺制备YAM陶瓷的方法。背景技术[0002]航空、航天技术的快速发展对材料的性能提出了越来越高的要求，尤其是高超声速飞行器和先进推进系统—超燃冲压发动机的飞速发展使材料和结构面临新的挑战。它们要求材料能够承受高超声速飞行面临的极端热、力和腐蚀环境，因此，防隔热一体化材料是高超声速临近空间飞行器防隔热部件和热密封组件的关键材料，耐高温低热导率材料的研发具有越来越重要的作用。[0003]Y-Al-O体系陶瓷具有高熔点、低热导率和良好的热、化学稳定性好、抗高温水蒸气腐蚀等优点，近年来越来越受到人们的关注。Y-Al-O体系陶瓷主要包括三种相：Y3Al5O12(YAG)相,Y4Al2O9(YAM)相和YAlO3(YAP)相，目前为止，YAG相是研究最多的Y-Al-O陶瓷体系。Zhan等人通过利用第一性原理计算的方法分别研究了Y-Al-O体系中三个相的热导率，发现YAG、YAM和YAP都具有较低的热导率，而其中YAM的热导率最低(YAG:1.59W·m-1·K-1,YAP:1.