[發(fā)明專利]一種熱噴涂球形鋯酸鑭粉體的制備方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810036335.7
• 申請(qǐng)日: 2018-01-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108178631A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-06-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 靳洪允;徐春輝;常曉紅;侯書恩;侯慧超;何福儉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）
• 主分類號(hào): C04B35/50
• 分類號(hào): C04B35/50;C04B35/626
• 代理公司: 武漢知產(chǎn)時(shí)代知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42238
• 代理人: 曹雄;金慧君

本發(fā)明公開(kāi)了一種熱噴涂球形鋯酸鑭粉體的制備方法，包括如下步驟：1)將鑭鹽溶液和鋯鹽溶液按1：1混合，攪拌均勻；2)利用氨水或者草酸銨作為沉淀劑制備沉淀物；3)沉淀物經(jīng)陶瓷膜、壓濾處理；4)硝酸調(diào)漿料后直接造粒；5)造粒粉體的熱處理，得球形單一燒綠石晶相的鋯酸鑭粉體。本發(fā)明的方法與相關(guān)技術(shù)中的造粒方法相比縮短了工藝流程，得到的球形粉球形度高、流動(dòng)性好、致密度高，達(dá)到二次等離子球化造粒粉的性能指標(biāo)，降低了成本，適用于大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及陶瓷材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于熱噴涂(等離子噴涂或火焰噴涂)等工藝制備熱障涂層的熱噴涂球形鋯酸鑭粉體的制備方法。

背景技術(shù)

高壓渦輪是發(fā)動(dòng)機(jī)核心部件之一，提高渦輪導(dǎo)向葉片的承溫能力和使用壽命對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能及使用壽命至關(guān)重要。一般用來(lái)提高先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件和內(nèi)燃機(jī)隔熱性能的重要技術(shù)為熱障涂層技術(shù)，而目前最廣泛使用的熱障涂層材料是部分以穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)，但是隨著對(duì)燃?xì)鉁u輪效率的要求的提高，發(fā)動(dòng)機(jī)需要能耐受更高的溫度。鋯酸鑭具有低熱導(dǎo)率、熱穩(wěn)定性、相穩(wěn)定性等優(yōu)異性能，被廣泛研究應(yīng)用于熱障涂層材料中。鋯酸鑭材料在應(yīng)用于熱噴涂法工藝中時(shí)，是由納米團(tuán)聚體球狀粉粒噴涂到金屬表面為半融化狀態(tài)，球粒中間未融化部分納米顆粒的晶相結(jié)構(gòu)、粒度分布和形態(tài)對(duì)涂層的致密性和韌性等起著決定性作用。因而需要鋯酸鑭粉體具有好的流動(dòng)性、分散性等特點(diǎn)。要想在噴涂過(guò)程中獲得含有納米結(jié)構(gòu)的涂層結(jié)構(gòu)，必須保證原始噴涂粉體中含有納米結(jié)構(gòu)，并且在噴涂過(guò)程中不發(fā)生完全長(zhǎng)大。但是單純納米級(jí)顆粒質(zhì)量太小、沖量不足，在噴涂過(guò)程中不能被焰流所攜帶，即使進(jìn)入焰流，也會(huì)有相當(dāng)部分的納米粉體被焰流吹走，另外在噴涂的過(guò)程中容易發(fā)生燒結(jié)，困此單純的納米材料是不能用來(lái)直接噴涂的。

相關(guān)技術(shù)中，球形鋯酸鑭粉體的制備采用共沉淀方法合成了鈰摻雜鋯酸鑭納米粉體，利用噴霧造粒的方法進(jìn)行造粒得到符合噴涂要求的球形鋯酸鑭粉體，但是該方法制備的球形鋯酸鑭粉體工藝繁瑣，且需要進(jìn)行等離子球化才能達(dá)到致密度要求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種可得到不同直徑、適合于熱噴涂工藝的球形鋯酸鑭粉體的制備方法。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明實(shí)施例采用的技術(shù)方案是，一種熱噴涂球形鋯酸鑭粉體的制備方法，包括以下步驟：

1)制備混合溶液：將鋯鹽溶于去離子水，得到溶液A，將鑭鹽溶于去離子水，得到溶液B，將溶液A與溶液B混合均勻得到混合溶液；

2)制備沉淀物：將所述混合溶液逐滴滴入氨水或者草酸銨溶液中，形成沉淀，攪拌后陳化得到沉淀物；

3)洗滌過(guò)程：將得到的所述沉淀物經(jīng)陶瓷膜、壓濾處理后去除雜質(zhì)離子得到前驅(qū)體物；

4)漿料造粒：將所述前驅(qū)體物用酸化劑進(jìn)行處理得到漿料，利用噴霧干燥設(shè)備對(duì)所述漿料進(jìn)行造粒制備前驅(qū)體球形粉；

5)煅燒處理得到鋯酸鑭球形粉：將制備的前驅(qū)體球形粉在高溫下煅燒處理得到燒綠石結(jié)構(gòu)的球形鋯酸鑭，并使球形粉致密化得到熱噴涂球形鋯酸鑭粉體。

優(yōu)選地，步驟(1)中，所述溶液A中的鋯離子的濃度為0.1mol/L～1.0mol/L；所述溶液B中的鑭離子的濃度為0.1mol/L～0.5mol/L；混合溶液中鑭離子與鋯離子摩爾比為1：1。

優(yōu)選地，步驟(2)中，所述攪拌時(shí)間1～2h，陳化時(shí)間為12～24h。

優(yōu)選地，步驟(4)中，所述漿料的固含量在25％～35％。

優(yōu)選地，步驟(5)中，高溫煅燒的溫度為1100℃～1400℃，保溫時(shí)間為1～4h。

與相關(guān)技術(shù)比較，本發(fā)明實(shí)施例采用的技術(shù)方案的有益效果是，本發(fā)明實(shí)施例的熱噴涂球形鋯酸鑭粉體的制備方法，通過(guò)一次煅燒過(guò)程直接合成鋯酸鑭球形粉，在造粒后不需要再進(jìn)行等離子球化或者二次煅燒處理，工藝流程更簡(jiǎn)單，且更加節(jié)能，成本低。