[發明專利]包覆釔穩定氧化鋯粉體及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 200810039796.6
• 申請日: 2008-06-30
• 公開（公告）號: CN101318824A
• 公開（公告）日: 2008-12-10
• 發明（設計）人: 高彥峰;劉云;羅宏杰;陶順衍;周霞明
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/628
• 分類號: C04B35/628;C04B35/48
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及改性包覆釔穩定氧化鋯粉體及其制備方法和應用，屬于涂層制 備領域。

背景技術

我國航空航天事業的發展以及節能減排技術的迫切需求，對發動機或燃氣 輪機的熱效率提出了更高的要求，這也就意味著燃燒室等熱端部件的溫度需要 進一步提高。目前現有的高溫合金已經難以滿足要求，解決該問題的通常辦法 有開發新型高溫合金，改進冷卻技術以及在高溫合金熱端部件表面制備熱障涂 層(Ther?mal?Berrier?Coatings，簡稱TBC)等。由于金屬合金的熔點的限制， 進一步提高工作溫度的潛力已十分有限，而采用過多的冷卻會降低發動機的熱 效率和性能，同時也降低了燃料經濟，因此致力于熱障涂層材料的研究與開發 是最為經濟可行的辦法。

釔穩定的氧化鋯(YSZ)因其優越的隔熱性能和力學性能而成為目前應用最 為廣泛的熱障涂層材料。但是，在長期高溫(＞1200℃)服役環境下，YSZ涂 層會產生燒結，大量氣孔和微裂紋的消失一方面使得涂層熱導率上升，隔熱性 能下降，另一方面彈性模量增加，應變容限減小，從而導致涂層過早失效。

近年來，納米熱障涂層因其優越的熱學和機械性能得到了重視。涂層具有 熔融的均一相，內部均勻分散有未熔的納米顆粒和孤立的微米級氣孔，與傳統 熱障涂層相比，具有更低的熱導率，較高的熱膨脹系數和高硬度，強度，延展 性和韌性，結合強度高，抗熱循環性更好，有望在未來應用于更高的溫度和更 苛刻的熱機械環境(Chungen?Zhou?etc.，Materials?Science?and?Engineering A?452-453(2007)569-574；Hong?Zhou?etc.，Transactions?of?Nonferrous M?etals?Society?of?China?Volu?me?17，Issue?2，April?2007，Pages?389-393；O. Racek?etc.，Surface?and?Coatings?Technology?Volume?201，?Issues?1-2，12 September?2006，Pages?338-346)。但是，在涂層制備和服役過程的高溫環境 下，納米晶粒容易長大，從而涂層熱導率上升，涂層的性能下降，壽命縮短(Bo Liang?etc.，Thin?Solid?Films?484(2005)225-231；Na?Wang?etc.，Cera?mics International?33(2007)1075-1081)。