[发明专利]一种Y2SiO5 晶须的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种形貌可控的Y₂SiO₅材料的制备方法，具体涉及一种Y₂SiO₅晶须的制备方法。

背景技术

Y₂SiO₅又称正硅酸钇，属单斜二轴晶系，属C⁶_2h空间群，其（C₂/c）晶格常数为a=1.250nm,b=0.972nm,c=1.042nm，晶面夹角为β=102.68°，具有X₁-Y₂SiO₅（低温相）和X₂-Y₂SiO₅（高温相）两种不同的单斜结构。[邓飞，黄剑锋，曹丽云，等.硅酸钇材料的研究进展[J].宇航材料工艺，2006,4(6)：1-4.]。

正硅酸钇(Y₂SiO₅)材料自身具备的结构特点及一系列优异的物理化学性能，如低弹性模量、低高温氧气渗透率、低线膨胀系数、低高温挥发率、耐化学腐蚀等特性，使其成为一种高性能结构材料，被广泛应用于航空航天领域。Y₂SiO₅的熔点高达1980℃，且在1973K的高温下其氧气渗透率仅为10^-10kg/(m^-s)[Ogura Y.Kondo M,Mormoto T,et al.Oxygen permeability of Y₂SiO₅[J].Materials Transactions,2001,42(6):1124-1130.]，此外Y₂SiO₅的热膨胀系数（6.9×10^-6K^-1）与碳化硅的热膨胀系数（4.5×10^-6K^-1）较为接近[Sun ZQ,Zhou YC,Wang JY，et al.γ-Y₂Si₂O₇,a machinable silicate ceramic:mechanical properties and machinability.The American Ceramic Society,2007,90(8):2535-2541.]，且与SiC之间有很好的物理化学相容性[Ogura Y，Kondo M，Morimoto T.Oxygen permeability of Y₂SiO₅.Materials Transactions[J],2001,42(6):1124-1130.]，从而被认为是以SiC为内涂层的复合涂层结构中最理想的外涂层材料之一。

长期以来，无论采用何种涂层，涂层与C/C基体之间或与SiC内涂层之间的热膨胀系数失配产生的热应力均会导致涂层开裂，致使涂层的抗氧化能力下降[JF Huang,XR Zeng,HJ Li,et al.Influence of the preparation temperature on the phase,microstructure and anti-oxidation property of a SiC coating for C/C composites[J].Carbon,2004,42:1517-1521.]。为了有效解决外涂层和SiC内外涂层间由于膨胀系数差失配造成的抗氧化失效问题，本发明依据晶须增韧陶瓷的思想，Y₂SiO₅晶须作为增韧材料具有与SiC更优良的热膨胀系数匹配度与物理化学相容性，且Y₂SiO₅的熔点高达1980℃，是一种性能优异的高温抗氧化涂层增韧材料，有效增强了涂层的高温抗氧化性能。到目前为止，正硅酸钇(Y₂SiO₅)晶须的制备尚未见报道，本发明提出了一种在低温条件下可重复制备高纯正硅酸钇(Y₂SiO₅)晶须的方法。