一种原位反应制备的纳米复相热障涂层材料La₂Zr₂O₇-YSZ及其制备方法

摘要

本发明涉及一种纳米复相结构材料La2Zr2O7-YSZ的制备方法，包括按La2Zr2O7和YSZ两相体积比进行成分设计及配料，以水作为溶剂，外加适量的添加剂柠檬酸、聚乙二醇和HNO3溶液，磁力搅拌至澄清透明溶胶，采用玻璃压力雾化器，将溶胶雾化喷入到400-600℃坩埚炉内的刚玉坩埚中，再经高温煅烧，即得到La2Zr2O7与YSZ任意体积比的La2Zr2O7-YSZ纳米复相材料。这类材料在1200℃煅烧24h后晶粒尺寸仍小于100nm。

主权项

原位反应制备纳米复相热障涂层材料La2Zr2O7‑YSZ的方法，其特征在于包括：按预定的摩尔比例进行配料；把配好的料制成水溶液；在所述水溶液中添加柠檬酸添加剂；搅拌添加了柠檬酸添加剂的上述水溶液，从而使上述水溶液变成澄清透明溶液；在所述澄清透明溶液中加聚乙二醇添加剂和HNO3溶液；搅拌加入了聚乙二醇添加剂和HNO3溶液的所述澄清透明溶液，从而制得溶胶，所述添加的HNO3溶液的浓度为65‑68%，添加量为50‑100ml/L；将所述制得的溶胶雾化到坩埚中；雾化完毕后，煅烧雾化干燥产物；缓慢降温，从而得到所需的纳米复相热障涂层材料，其中所述按预定的摩尔比例进行配料的步骤包括：采用以99.9wt%以上纯度的Zr(NO3)4·3H2O；  La(NO3)3·6H2O和Y(NO3)3·6H2O为原料，按预定的La2Zr2O7与4YSZ两相的体积比进行配料，所述方法进一步包括在所述把配好的料制成水溶液的步骤之后在水浴温度为40‑60℃的搅拌器中进行搅拌，搅拌时间0.5‑1h，其中，在所述水溶液中添加柠檬酸添加剂的步骤中，柠檬酸添加剂的添加量为50‑100g/L，将所述制得的溶胶雾化到坩埚中的步骤包括：采用玻璃压力雾化器将制得的所述溶胶雾化到程控坩埚炉内的坩埚中，其中雾化采用N2或O2气体进行，所述N2或O2气体的压强为0.1‑0.3MPa，所述溶胶流量为100‑200ml/分钟，刚玉坩埚外表面温度为400‑600℃，  所述煅烧雾化的溶胶的步骤包括将炉温调至到900‑1200℃温度区间煅烧，煅烧时间为2‑10h。