[發明專利]一種YSZ基復合熱障涂層材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201110340803.8
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN102503419A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發明（設計）人: 趙君;鄭學斌;謝有桃;黃利平;季珩;牛亞然
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海硅酸鹽研究所
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/628;C04B35/622
• 代理公司: 上海海頌知識產權代理事務所(普通合伙) 31258
• 代理人: 何葆芳

1.一種YSZ基復合熱障涂層材料，其特征在于：是由具有核殼結構的硅酸鈣包覆YSZ材料的復合粉體經等離子體噴涂方法制備而得。

2.根據權利要求1所述的YSZ基復合熱障涂層材料，其特征在于：所述的復合粉體中硅酸鈣所占的質量百分比為5～40％，其余為YSZ材料。

3.根據權利要求1所述的YSZ基復合熱障涂層材料，其特征在于：所述的YSZ材料是摻入6～8wt％氧化釔(Y₂O₃)穩定的氧化鋯(ZrO₂)。

4.一種權利要求1所述的YSZ基復合熱障涂層材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

①制備具有核殼結構的硅酸鈣包覆YSZ材料的復合粉體；

②以獲得的復合粉體為原料，采用大氣等離子噴涂技術制備涂層。

5.根據權利要求4所述的YSZ基復合熱障涂層材料的制備方法，其特征在于，所述的具有核殼結構的硅酸鈣包覆YSZ材料的復合粉體的制備包括如下步驟：

a)將YSZ材料加到無水乙醇中，在45～55℃攪拌使形成懸浮液，再加入水和硝酸使混合均勻；

b)加入正硅酸乙酯，在45～55℃攪拌至正硅酸乙酯完全水解；

c)加入Ca(NO₃)₂·4H₂O，攪拌至混合均勻，干燥，得前驅體；

d)將得到的前驅體進行燒結。

6.根據權利要求5所述的YSZ基復合熱障涂層材料的制備方法，其特征在于：步驟a)中的YSZ材料與無水乙醇的質量比為1∶5～1∶2。

7.根據權利要求5所述的YSZ基復合熱障涂層材料的制備方法，其特征在于：步驟a)中的水與硝酸的摩爾比為10∶1。

8.根據權利要求5所述的YSZ基復合熱障涂層材料的制備方法，其特征在于：正硅酸乙酯與Ca(NO₃)₂·4H₂O的摩爾比為1∶2。

9.根據權利要求5所述的YSZ基復合熱障涂層材料的制備方法，其特征在于：正硅酸乙酯與水的摩爾比為1∶10。

10.根據權利要求5所述的YSZ基復合熱障涂層材料的制備方法，其特征在于：步驟c)中的Ca(NO₃)₂·4H₂O與YSZ材料的質量比為1∶7～9∶5。

11.根據權利要求5所述的YSZ基復合熱障涂層材料的制備方法，其特征在于：步驟c)中的干燥溫度為80～100℃。

12.根據權利要求5所述的YSZ基復合熱障涂層材料的制備方法，其特征在于，步驟d)中的燒結條件為：以3～8℃/分鐘的升溫速率升溫到1350～1450℃，然后保溫1～2小時。

13.根據權利要求4所述的YSZ基復合熱障涂層材料的制備方法，其特征在于，所述的大氣等離子噴涂工藝參數如下：噴涂距離為110～130mm，制備涂層時的電流為600～680A，大氣等離子體Ar氣流量為35～45標準升/分鐘，H₂氣流量為9～15標準升/分鐘，粉末載氣Ar的流量為2.5～3.5標準升/分鐘，送粉速率為25～31克/分鐘。