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中国稀土学报2024年第05期:球磨制备高烧结活性Y_2O_3粉体及其在YAP陶瓷中的应用

来源:期刊VIP网 时间:


作者:顾军毅;范武刚;张兆泉;

单位:中国科学院上海硅酸盐研究所;景德镇陶瓷大学材料科学与工程学院;

摘要:Y_2O_3是制备铝酸钇晶体及稳定氧化锆陶瓷的重要原料,也是SiC和SiN陶瓷体系的主要液相烧结助剂之一,它的粒径分布和烧结活性对材料性能有重要影响。本文采用行星球磨方法,在固定球磨转速、球料比等参数的条件下,采用激光粒度仪、 SEM和氮气吸附-脱附等手段研究球磨时间对商业微米级Y_2O_3粉的粒度分布、比表面积及分散性的影响,考察最佳的球磨时间。结果表明,初始3 h球磨处理可使平均粒径从3~5μm减小到0.8μm左右。球磨6 h后粉体粒径减小至0.5μm左右,同时颗粒的分散性提高。球磨9 h后颗粒的尺寸和形貌变化较小,而继续延长球磨时间可能导致粉体团聚。球磨后的浆料通过进一步的沉淀分级可去除残留的粗颗粒,使粉体粒度分布更加均匀。利用球磨后的Y_2O_3粉体和纳米Y_2O_3为原料分别制备YAlO_3(YAP)陶瓷,两者均可在1650℃下获得致密度大于93%的YAlO_3(YAP)陶瓷。通过优化球磨工艺,微米级氧化钇可以获得与纳米氧化钇相近的烧结活性,避免生成杂相。在360℃静态水中的腐蚀试验表明通过固相烧结制备的YAP陶瓷具有较好的抗亚临界水腐蚀性能。

关键词:行星球磨;;Y_2O_3;;粉体粒度;;烧结活性;;YAP陶瓷;;亚临界水腐蚀

基金资助:国家重大科技专项基金项目(2017ZX06002004)资助