[發明專利]一種高溫隔熱高熵氧化物及其制備方法

有效

• 申請號: 202110249377.0
• 申請日: 2021-03-08
• 公開（公告）號: CN113185305B
• 公開（公告）日: 2022-08-26
• 發明（設計）人: 劉玉付;文鈺斌
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: C04B35/66
• 分類號: C04B35/66;C04B35/48;C04B35/50;C04B35/624;C04B35/626
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 蘇媛麗

本發明公開了一種高溫隔熱高熵氧化物及其制備方法，該高溫隔熱高熵氧化物結構為立方螢石相，化學式為Hf_(0.15?0.3)Zr_(0.15?0.3)Ce_(0.15?0.3)Y_(0.05?0.3)Al_(0.05?0.3)O_2?δ，該氧化物的制備方法包括以下步驟：(1)制備前驅體溶膠；(2)將前驅體溶膠烘干、研磨，得到前驅體凝膠粉；(3)將前驅體凝膠粉在900℃～1600℃保溫1h～124h，制備出高溫隔熱高熵氧化物Hf_(0.15?0.3)Zr_(0.15?0.3)Ce_(0.15?0.3)Y_(0.05?0.3)Al_(0.05?0.3)O_2?δ粉體；該高熵氧化物具有穩定的Al?O鍵，材料的高溫穩定性好，采用溶膠凝膠法制備出的粉體均勻性較高，比表面積較高，制備的Hf_(0.15?0.3)Zr_(0.15?0.3)Ce_(0.15?0.3)Y_(0.05?0.3)Al_(0.05?0.3)O_2?δ粉體高溫穩定性好，能夠作為優異的高溫隔熱涂層。

技術領域

本發明涉及一種高熵氧化物及其制備方法，更具體地，涉及一種高溫隔熱高熵氧化物及其制備方法。

背景技術

熱障涂層廣泛應用于重型燃氣輪機及航空發動機等的熱端部件，現有熱障涂層材料多為氧化釔穩定氧化鋯(摻雜YSZ)、稀土摻雜鋯酸鹽和磷酸鹽等。隨著重型燃氣輪機和航空發動機的不斷發展，其熱端部件面臨日益苛刻的服役環境，對熱障涂層材料的熱導率、高溫熱穩定性和熱機械性能等提出了更高要求。高熵陶瓷材料具有更低的熱導率，因此引起了眾多的關注，文獻From high-entropy ceramics to compositionally-complexceramics:A case study of fluorite oxides和High-entropy fluorite oxides記載了利用氧化物獲得一系列螢石型結構的高熵陶瓷粉末。然而，現有螢石型高熵陶瓷氧化物廣泛采用稀有元素，材料的長期高溫穩定性未見報導。

發明內容

發明目的：本發明的目的是提供一種含鋁高溫熱穩定性好、相穩定性好、隔熱性能好的高溫隔熱高熵氧化物，本發明的另一目的是提供該高熵氧化物的制備方法。

技術方案：本發明所述的高溫隔熱高熵氧化物，氧化物化學式為Hf_(0.15-0.3)Zr_(0.15-0.3)Ce_(0.15-0.3)Y_(0.05-0.3)Al_(0.05-0.3)O_2-δ，晶體結構為單一立方螢石相，組成元素均勻分布。

本發明所述的高溫隔熱高熵氧化物的制備方法，包括以下步驟：

(1)制備前驅體：先將酒精與四氯化鉿、八水氧氯化鋯、六水硝酸鈰、六水硝酸釔和鋁源混合并攪拌均勻，加入有機酸抑制金屬鹽水解，再加入適量較大粘度的有機物防止聚沉，攪拌加熱至澄清，形成溶膠前驅體溶膠；

(2)將前驅體溶膠烘干、研磨，得到前驅體凝膠粉；

(3)將前驅體凝膠粉在900℃～1600℃保溫1h～124h，制備出高溫隔熱高熵氧化物Hf_(0.15-0.3)Zr_(0.15-0.3)Ce_(0.15-0.3)Y_(0.05-0.3)Al_(0.05-0.3)O_2-δ粉體。