[發明專利]噴涂用納米氧化鋯陶瓷粉末的制備方法

無效

• 申請號: 201210049617.3
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN102584224A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 鄭宇松;陳雪剛;羅平
• 申請（專利權）人: 重慶利特高新技術有限公司
• 主分類號: C04B35/48
• 分類號: C04B35/48;C04B35/626;B82Y40/00
• 代理公司: 重慶博凱知識產權代理有限公司 50212
• 代理人: 張先蕓

技術領域

本發明涉及一種噴涂用的納米氧化鋯陶瓷粉末的制備方法，特別涉及用于材料表面強化、耐磨、耐腐蝕、耐高溫熱噴涂用納米氧化鋯陶瓷粉末的制備方法。

背景技術

研究表明部分氧化釔穩定的氧化鋯粉，當晶粒度控制在小于100nm的高溫燒成后，能使ZrO₂在高溫下獲得穩定化(YSZ)?或部分穩定化(PYSZ)的晶體結構，即由單斜晶體與立方晶體混合組成。此晶型結構具有高強度和高韌性、耐磨性好、耐高溫、耐腐蝕、剛度高、不導磁、電絕緣。其密度為6.00g/cm3，莫氏硬度可高達9,?抗壓強度1170?Mpa，具有更好的抗熱震性能。此外，在1500℃左右高溫下長期使用時，氧化釔不會象其他穩定劑那樣向晶體外擴散，是目前使用溫度最高的熱障涂層材料，也是最為優良表面強化處理噴涂原料之一。

資料顯示，熱噴涂用的氧化鋯粉末一般采用共沉淀法和電熔破碎法制備；團聚型氧化鋯粉末則采用噴霧干燥法、溶膠—凝膠法、微乳液法即反膠團法制備。這些方法各有其特點，但分析有共同的不足：????

1、以上方法大多將制備粉料在1000℃溫度的窯爐中處理，此溫度使制備粉料由β-ZrO2轉化為α-ZrO2，伴隨發生約7％～9％的體積變化，冷卻時，粉料又恢復β-ZrO2結構，而體積則不能恢復到原來狀態，產生不可逆轉變。在噴涂后涂層遭受熱循環條件下，會產生大的熱應力，使涂層開裂和剝落失效。

2、上述一些方法中，由于團聚粉末是自然收縮，粉末的松裝密度僅為0.8～1.1g?/cm³，流動性差。在熱噴涂工藝過程中不能獲得足夠的動能，故其涂層致密度不太高，無法獲得較高的結合強度。

中國專利公開的申請號為200410061306.4的“熱噴涂用納米團聚型氧化鋯粉末的制備方法”。它是將粒度為20～60nm氧化釔部分穩定納米氧化鋯粉體與粘接劑按95∶5～98∶2的質量比配混合,加入1～1.3倍混合料重量的凈水,調配成料漿;然后采用噴霧干燥工藝在110～300℃范圍內制成微米級團聚體粉末,再將團聚粉末采用1000℃溫度致密粒度為40～90μm的粉末。其粉料基本保持β-ZrO2相，在噴涂或高溫環境使用時部分相變，伴隨體積變化，在噴涂后涂層遭受熱循環條件下，會產生大的熱應力，使涂層開裂和剝落失效。

目前，出現有采用部分氧化釔穩定的氧化鋯粉擠壓成型微珠，通過高溫燒結、自磨篩分制成球形度高，強度好的氧化鋯噴涂料。（如圣戈班（邯鄲）磨介有限公司有類似產品），但是其工藝復雜，成本高很難廣泛的運用和推廣。

發明內容

針對現有技術存在的上述不足，本發明解決現有技術噴涂后涂層遭受熱循環條件下，會產生大的熱應力，使涂層開裂和剝落失效的問題，提供一種原料易得，設備要求不高，適用于規模化生產，滿足于熱噴涂工藝要求的噴涂用納米氧化鋯陶瓷粉的制備方法。

本發明采用的技術方案如下：一種噴涂用納米氧化鋯陶瓷粉末的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1）配料球磨：將粒度為40～100nm粒徑的氧化釔部分穩定氧化鋯粉體（深圳南玻集團所生產）與粘接劑按?95～98∶5～2的質量比配混合，加入1～1.5倍混合料重量的凈水，調配成料漿球磨16～24?h；

2）霧化干燥：將步驟1）所得到的料漿加入質量比為0.5%～1%的分散劑，在噴霧干燥塔內霧化干燥，干燥塔出口溫度控制在110～300℃范圍內，制成造粒粉；????

3）篩分配級：將步驟2）所得到的造粒粉過篩，取180～?320目篩之間的細粉末，其余粉末回收再次球磨；

4）干壓成型：將步驟3）所得到的細粉末加12～16?Mpa壓力在干粉壓機上成型出50～100mm×150～200mm×4～10mm的長方體，使其素坯密度≥2.5?g/cm3；