[发明专利]一种片状Y2SiO5的制备方法

说明书

本发明公开了一种片状Y₂SiO₅的制备方法，属于陶瓷材料制备技术领域，包括以下步骤：1)取Y(NO)₃·6H₂O和TEOS，搅拌均匀后，加入无水乙醇，配制成浓度为0.5～1mol/L的溶液，并在加热条件下搅拌均匀，制得透明的硅酸钇前驱体混合液；2)将透明的硅酸钇前驱体混合液在80～120℃下，反应12～24h，制得硅酸钇湿凝胶；3)将硅酸钇湿凝胶烘干后，热处理，制得硅酸钇干凝胶粉；4)将硅酸钇干凝胶粉与混合复盐按照1:1～3的质量比混合均匀后，热处理；5)将步骤4)处理后的产物依次经水洗、酸洗，然后干燥，制得片状Y₂SiO₅。本发明方法与传统溶胶‑凝胶法、固相反应法相比，可在较低温度下制备出片状Y₂SiO₅，工艺简单、重复性好，能够制备出形貌可控、尺寸均一的片状Y₂SiO₅。

技术领域

本发明属于陶瓷材料制备技术领域，具体涉及一种片状Y₂SiO₅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)材料自身具备的一系列结构特点及一系列优异的物理化学性能使其在高温领域，光学领域中都有广泛的应用前景。特别是其具备低弹性模量、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，在抗氧化涂层，热障，环障涂层等领域都具有巨大潜力。

近年来，Y₂SiO₅材料在涂层领域的应用，受到了许多学者的广泛关注。首先，Y₂SiO₅在较宽的温度范围内具有较低的氧渗透率，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.]其次， Y₂SiO₅的热膨胀系数与许多非氧化陶瓷材料比较匹配，例如硅基陶瓷，碳/碳复合材料等。特别是当其与Y₂Si₂O₇共同使用时[Apricio,M.and Duran,A., Yttrium silicate coatings for oxidation protectionof carbon-silicon carbide composites.J.Am.Ceram.Soc.,2000,83,1351–1355.]因此，对于制备如何简单，可控的制备Y₂SiO₅材料显得尤为重要。

目前，已有报道的关于硅酸钇的制备方法包括：溶胶-凝胶法、固相反应法、固液反应法、水热法、微波水热合成法、声化学合成法、激光脉冲沉积技术、燃烧法等。这些方法都有其独特的优点，但是也存在不足之处，有的制备工艺复杂、反应周期长、有的反应条件要求较苛刻等。

发明内容