一种抗高温烧结热障涂层用复合陶瓷粉末材料的制备方法

摘要

本发明是一种抗高温烧结热障涂层用复合陶瓷粉末材料的制备方法，该粉末材料是Y2O3、Yb2O3、Gd2O3三种稀土氧化物共掺杂ZrO2经过化学反应方法制得，实现了Y2O3、Yb2O3、Gd2O3、ZrO2间完全固溶复合，该复合陶瓷粉末材料经球磨、团聚造粒、烧结后可用于等离子喷涂制备热障涂层或压制成棒料后电子束物理气相沉积制备热障涂层，该热障涂层抗高温烧结且相结构稳定、热导率低，工作温度可达1450℃，可用于航空发动机及地面燃气轮机热端部件的高温隔热防护。

主权项

一种抗高温烧结热障涂层用复合陶瓷粉末材料的制备方法，其特征在于：该种抗高温烧结热障涂层用复合陶瓷粉末材料是Y2O3、Yb2O3、Gd2O3三种稀土氧化物共掺杂ZrO2而成，Y2O3、Yb2O3、Gd2O3、ZrO2的重量百分比：6.5～9.0%Y2O3，5.0～7.0%Yb2O3，5.0～7.0%Gd2O3，余量为ZrO2，该方法的步骤是：⑴将符合重量百分比要求的Y2O3、Yb2O3、Gd2O3三种稀土氧化物分别溶解于盐酸中，盐酸需过量至Y2O3、Yb2O3、Gd2O3完全溶解成透明的YCl3、YbCl3、GdCl3溶液；⑵将ZrOCl2·8H2O溶解于去离子水中形成ZrOCl2溶液，ZrOCl2·8H2O的重量应符合ZrO2的重量百分比要求；⑶将上述YCl3、YbCl3、GdCl3、ZrOCl2四种溶液完全混合得到混合盐溶液；⑷在混合盐溶液中加入分散剂，分散剂为工业用聚乙二醇PEG1500或PEG2000，分散剂用量为混合盐溶液重量的6～8%；⑸将含分散剂的混合盐溶液加入到预先配制的pH值为11～12的氨水中进行化学共沉淀反应，用浓氨水调节反应过程中溶液的pH值，使pH值保持11～12，获得氢氧化物胶状共沉淀物，目视没有新的沉淀生成后再静置24～48小时，以保证混合盐溶液中的Y3+、Yb3+、Gd3+、Zr4+四种金属阳离子完全沉淀；⑹用去离子水和无水乙醇分别洗涤并过滤胶状共沉淀物3～5次，去除氯离子，用摩尔浓度为1.0mol/L的AgNO3溶液检测滤液，确保对陶瓷材料性能有害的氯离子完全去除，否则应增加洗涤过滤次数；⑺将经过洗涤过滤的胶状共沉淀物在800～1000℃煅烧6～8小时，冷却后获得Y2O3、Yb2O3、Gd2O3三种稀土氧化物共掺杂ZrO2陶瓷粉末材料。⑻将陶瓷粉末材料机械球磨4～8小时，然后团聚造粒，再将造粒 后的粉末材料在1100℃～1200℃烧结2～3小时即得到抗高温烧结热障涂层用复合陶瓷粉末材料。