一种等离子喷涂法制备ZrO₂热障涂层的方法

摘要

本发明涉及一种通过等离子喷涂法制备ZrO2热障涂层的方法，其首先通过关于采用ZrO(NO3)2作为锆源并滴加环氧丙烷法制备大比表面积稳定纳米氧化锆粉体，然后在所制备的大比表面积稳定纳米氧化锆粉体的基础上，添加适量Lu2O3、In2O3、Al2O3和TiO2来制备ZrO2热障涂层，所制得的涂层稳定性好并且具有较高的抗腐蚀性能。

主权项

一种通过等离子喷涂法制备ZrO2热障涂层的方法，其特征在于，包含以下步骤：A、纳米级ZrO2粉体的制备（1）选取ZrO(NO3)2作为制备氧化锆粉体的锆盐原料，选取Y(NO3)36H2O作为稳定剂原料，称取55～60g的ZrO(NO3)2和10～12g的Y(NO3)36H2O，充分混合；（2）将步骤1）混合好的ZrO(NO3)2和 Y(NO3)36H2O混合物加入到450～500 ml的去离子水中，搅拌混合、过滤，再加入190～200ml乙醇，继续搅拌混合均匀； （3）在步骤2）制得的溶液中再加入7～9ml甲酰胺，搅拌25～35min；（4）然后在步骤3）的溶液中再加入165～170ml 1,2‑环氧丙烷，边滴加边搅拌；（5）倒入培养皿中，用保鲜膜密封，放在托盘中，放入60℃的烘箱中进行凝胶化和陈华过程，得到湿凝胶；（6）将凝胶密封室温放置24 h，捣碎，放置于110℃恒温干燥箱中烘干；（7）将干凝胶移入坩埚，600℃马弗炉中热处理，得到前驱体；（8）再将前驱体分别在700℃、800℃、1000℃和1200℃热处理，得到纳米级大比表面积的ZrO2粉体；B、制备热障涂层（9）选取通过步骤1）—8）制备的30～35g的ZrO2粉体，再选取4～6g的稳定剂，所述稳定剂为Lu2O3、In2O3、Al2O3和TiO2的混合物，混合物中Lu2O3、In2O3、Al2O3和TiO2的摩尔比为1:1:1:1；（10）将步骤9）的ZrO2粉体和稳定剂混合球磨，球磨的速率为270～290r/min，所述球磨的时间为2h；（11）通过等离子喷枪形成高温高速等离子射流，送粉气流推动步骤10）制得的混合粉体进入等离子射流后，混合粉体被迅速加热到熔融或半熔融状态，并被等离子射流加速，形成飞向基材的喷涂粒子束，粒子束撞击到经过预处理的基材表面，最后形成热障涂层。