[发明专利]一种氧化物共晶陶瓷非晶粉末反应喷涂制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种氧化物非晶粉末的制备方法，特别涉及一种氧化物共晶陶瓷非晶粉末反应喷涂制备方法。

背景技术

非晶态物质由于其特殊的原子排列无规则结构，使其拥有晶体所不能企及的良好的力学，物理及机械性能，在很多领域非晶材料都拥有广泛的应用潜力。目前对于非晶材料的研究主要集中在金属非晶领域。

非晶材料(金属非晶+陶瓷非晶)常用制备方法主要有以下几种：

1)熔体急冷技术

急冷法是最早的制备非晶的方法，其原理是力求增大合金样品比表面积，并设法减小熔体与冷却介质的界面热阻以期达到高的冷却速率。雾化法和单辊法是最为常用的两种方法。雾化法主要用来制取非晶态和晶态粉体。其原理是通过高速气体流冲击金属液流使其分散为微小液滴，从而实现快速凝固。这种方法设备简单，操作方便，易于产业化生产。单辊法是利用快速旋转的铜辊，将喷敷其上的液态金属经快速凝固后甩离辊面，形成厚度约几到几十微米的非晶及微晶带材。该法可以获得106K/s的冷却速率，是常用方法之一，该方法主要用于非晶金属的制备。

2)化学还原法

用还原剂在水溶液中还原金属离子是一种典型的非晶化方法。化学还原法可在低于相变温度的条件下进行，说明其具有在各种成分的合金系中形成非晶相的优点。这种方法能生产颗粒尺寸在0.1μm以下的超细非晶合金粉末。化学还原法是一种典型的非晶化方法，工艺简单，设备规模小，能小批量生产非晶超细粉末，它能在低于相变温度下产生非晶相。非晶形成能力取决于熔融温度，因此具有能生产各种成分的非晶合金粉末的优点。金属离子和合金成分的比率容易控制，最终粉末呈超细球状，尺寸在5-20nm。然而该方法不能制备陶瓷非晶。

3)机械合金化法

该方法既可用于金属非晶的制备也可用于陶瓷非晶的制备。机械合金化方法是直接以元素粉末为原料，通过高能球磨机研磨制得非晶粉末。具有工艺流程短，工艺技术容易控制等特点。机械合金化得到的非晶在热力学上属于亚稳态，它只能在一定温度范围内保存下来，而不向晶态转变。一般说，生产的粉末球形度差，在粉碎过程中难免混入杂质且效率低。

4)溶胶凝胶法

溶胶-凝胶法就是用含高化学组分的化合物作前驱体，在液相下将这些原料均匀混合，并进行水解和缩合化学反应，在溶液中形成稳定的透明溶胶体系，溶胶经陈化胶粒间缓慢聚合，形成三维空间网络结构的凝胶，凝胶经过干燥、烧结固化制备出分子乃至纳米亚结构的材料，与固相反应相比，溶胶凝胶法的化学反应容易进行，合成温度比较低，但也相应的存在一些问题，如所需时间长，凝胶中存在大量微孔，在干燥过程中又将会逸出许多气体及有机物，并产生收缩。

5)先驱体热解法

先驱体热解法也称作先驱体转化法，是采用有机聚合物为原料，利用先驱体在高温下裂解而转化为无机陶瓷非晶的一种方法。先驱体转化法主要应用于非氧化物陶瓷非晶态物质的制备，目前研究主要集中在Si-B-C-N非晶的制备。该方法制备的非晶陶瓷具有高的硬度及高弹性模量，具有优异的抗氧化性和力学性能。但该方法聚合物裂解过程中会产生大量的孔隙及裂纹，破坏材料的整体性，并最终影响材料的性能。

6)电弧放电法

目前电弧放电制备非晶材料的报道是关于Al₂O₃-Y₂O₃-ZrO₂非晶制备的。Al₂O₃，Y₂O₃，ZrO₂三种原料按一定比例称取，球磨混合后制成棒状材料，通过过电弧放电使顶端熔融，滴下小液滴在轧辊上，由轧辊挤压成为非晶板状材料，该方法生产效率比较低,成本较高,不适用于大规模生产。

在非晶材料制备领域主要是金属非晶的制备，有关陶瓷非晶制备的介绍非常少，耐高温陶瓷非晶制备基本没有，且当前存在的陶瓷非晶的制备方法中陶瓷转化率较低，且成本高，不适于工业化生产。

发明内容

本发明是为解决现有陶瓷非晶的制备方法中陶瓷转化率较低、成本高、不适于工业化生产以及在该领域超高温共晶陶瓷非晶粉末的制备方法处于空白的问题，而提供一种氧化物共晶陶瓷非晶粉末反应喷涂制备方法。

本发明的一种氧化物共晶陶瓷非晶粉末反应喷涂制备方法按以下步骤进行：