一种镁基六铝酸镧球形喷涂粉末的制备方法技术

本发明专利技术提供了一种镁基六铝酸镧球形喷涂粉末的制备方法，属于陶瓷材料技术领域。本发明专利技术选用氧化镧、氧化镁和氧化铝纳米粉末为原料，无水乙醇为溶剂，经混料、干燥后，采用高温固相反应法合成制备单一相镁基六铝酸镧。将制备的镁基六铝酸镧颗粒经破碎—制浆—离心喷雾造粒—热处理—筛分后，制备得到镁基六铝酸镧粉末。采用本发明专利技术制备的镁基六铝酸镧粉末为单一相、呈球形、粒度均匀、流动性好，能够完全满足大气等离子喷涂的要求。

Preparation of Magnesium-based Lanthanum Hexaaluminate Spherical Spraying Powder

The invention provides a preparation method of magnesium-based lanthanum hexaaluminate spherical spraying powder, which belongs to the technical field of ceramic materials. The invention uses lanthanum oxide, magnesium oxide and alumina nano-powder as raw materials, absolute ethanol as solvent, after mixing and drying, uses high temperature solid state reaction method to synthesize single phase magnesium-based lanthanum hexaaluminate. The magnesium based lanthanum six lanthanum particles were prepared by crushing, pulping, centrifugal spray granulation, heat treatment and screening, and the magnesium base lanthanum six lanthanum powder was prepared. The magnesium-based lanthanum hexaaluminate powder prepared by the invention has the advantages of single phase, spherical shape, uniform particle size and good fluidity, and can fully meet the requirements of atmospheric plasma spraying.

【技术实现步骤摘要】
一种镁基六铝酸镧球形喷涂粉末的制备方法
本专利技术涉及陶瓷材料
，特别是镁基六铝酸镧球形喷涂粉末的制备方法。
技术介绍
近年来，随着航空工业的飞速发展，对航空发动机的各项性能要求也不断提高，发动机的工作温度也随之不断提高，已经超出了现有的高温合金材料的极限工作温度，因此，需在发动机的热端部件上喷涂热障涂层以满足其服役温度。目前，应用较为广泛的热障涂层材料为氧化钇部分稳定氧化锆(6-8YSZ)。然而，6-8YSZ在温度高于1200℃时，会发生T′(非相变的四方)相到T(四方)相与C(立方)相然后到M(单斜)相的转变，引起体积膨胀，热膨胀不匹配使涂层产生应力而促进裂纹的形成和扩展，加速涂层剥落失效，从而降低涂层的寿命。因此，需要寻找开发能在更高使用温度下稳定存在的热障涂层材料。磁铁铅矿结构的镁基六铝酸镧陶瓷材料以其热导率低、热膨胀系数高、以及良好的热稳定性、热绝缘性和光学性能，被广泛应用于军事、固体激光器和热障涂层陶瓷等诸多方向。与锆基材料相比，其在1400℃以下能长期使用无相变发生，具有更好的热稳定性，成为新型热障材料的研究方向。当前关于镁基六铝酸镧材料的制备和研究相对较少，镁基六铝酸镧材料的制备方法主要有化学沉淀法、溶胶凝胶法和固相烧结法等。CN1730210A提供了一种采用共沉淀法制备镁基六铝酸镧粉末的方法，虽然步骤简单，但是制备的粉末形貌不规整、分散性差。CN106518046A提供了一种采用共离子络合法制备镁基六铝酸镧粉末的方法，虽然纯度较高，但是制备的粉末粒度小，球形度差，难以适用于等离子喷涂。
技术实现思路
本专利技术提供了一种镁基六铝酸镧球形喷涂粉末的制备方法，该方法制备的镁基六铝酸镧粉末为单一相、呈球形、粒度均匀、流动性好，能够完全满足大气等离子喷涂的要求，且工艺简单，所需设备简单，适合大规模工业生产。实现本专利技术上述技术目的所采用的技术方案为：一种镁基六铝酸镧球形喷涂粉末的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：(1)制备单一相镁基六铝酸镧：以氧化镧、氧化镁和氧化铝纳米粉末为原料，按照化学计量比来称取三种原料，按照粉料:无水乙醇:磨球＝2:5:3的质量比放入聚氨酯球磨罐中，经行星球磨机球磨3-24h进行混料，将混合好的料浆进行烘箱干燥或喷雾干燥，采用高温固相反应法将干燥后的粉末在1350℃-1700℃保温4-24h，制备得到单一相镁基六铝酸镧。(2)制备镁基六铝酸镧粉末：将上步骤得到的镁基六铝酸镧颗粒经破碎后与去离子水、磨球按照一定的比例进行混合，磨球：陶瓷颗粒质量比为3:1，料浆固含量为45％，在行星球磨机球磨12-48h后，将制备的料浆通过离心喷雾造粒机造粒，制备得到单一相的镁基六铝酸镧球形粉末。(3)镁基六铝酸镧粉末的热处理：将上步骤得到的镁基六铝酸镧粉末在1100-1500℃保温2h进行热处理，升温速度为3-10℃/s，之后随炉冷却。制备得到呈球形、粒度均匀、流动性好，能够完全满足大气等离子喷涂要求的镁基六铝酸镧粉末。进一步地，步骤(2)所述的离心喷雾造粒参数为：进口温度为225-240℃，出口温度为110-120℃，离心速率为8000-12000r/m。与其他方法相比，本专利技术的制备方法具有如下优点：通过高温固相反应能制备单一相镁基六铝酸镧，离心喷雾造粒和后续的粉末热处理能制备得到呈球形、粒度均匀、流动性好，能够完全满足大气等离子喷涂要求的镁基六铝酸镧粉末。该方法工艺简单易行，所需设备简单，适合大规模工业生产。附图说明图1为高温固相反应制备镁基六铝酸镧形貌图2为高温固相反应制备的镁基六铝酸镧X射线衍射图谱图3为离心喷雾造粒制备镁基六铝酸镧粉末形貌图4为离心喷雾造粒制备镁基六铝酸镧粉末热处理后的形貌图5为离心喷雾造粒制备镁基六铝酸镧粉末热处理后的X射线衍射图谱具体实施方式本专利技术是一种镁基六铝酸镧球形喷涂粉末的制备方法，下面结合实施例及附图对本专利技术做详细具体的说明，但是本专利技术的保护范围并不局限于下述实施例。实施例(1)制备单一相镁基六铝酸镧：以氧化镧、氧化镁和氧化铝纳米粉末为原料，按照化学计量比来称取三种原料，按照粉料:无水乙醇:磨球＝2:5:3的质量比放入聚氨酯球磨罐中，经行星球磨机球磨3-24h进行混料，将混合好的料浆进行烘箱干燥或喷雾干燥，采用高温固相反应法将干燥后的粉末在1350℃-1700℃保温4-24h，制备得到镁基六铝酸镧，其物相检测结果如图2所示，可以证明为单一相的镁基六铝酸镧。(2)制备镁基六铝酸镧粉末：将上步骤得到的镁基六铝酸镧颗粒经破碎后与去离子水、磨球按照一定的比例进行混合，磨球：陶瓷颗粒质量比为3:1，料浆固含量为45％，在行星球磨机球磨12-48h后，将制备的料浆通过离心喷雾造粒机造粒，造粒参数为：进口温度为225-240℃，出口温度为110-120℃，离心速率为8000-12000r/m。制备得到单一相的镁基六铝酸镧球形粉末，图3显示粉末呈球形，形貌规整。(3)镁基六铝酸镧粉末的热处理：将上步骤得到的镁基六铝酸镧粉末在1100-1500℃保温2h进行热处理，升温速度为3-10℃/s，之后随炉冷却。制备得到粒度范围为43-90μm的镁基六铝酸镧粉末。从图4和图5可以看出，本工艺制备的镁基六铝酸镧粉末呈球形、粒度均匀、流动性好，能够完全满足大气等离子喷涂要求。本领域技术人员可以通过调节各工艺参数来制备镁基六铝酸镧粉末，如通过调节步骤1中的固相反应温度和时间来控制晶粒的生长，还可以通过改变步骤3中的热处理温度和时间来调节粉末的流动性和致密性等。可以在不脱离本专利技术构思的前提下，做出若干改进和调整，这些都属于本专利技术的保护范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种镁基六铝酸镧球形喷涂粉末的制备方法，其特征在于，所制备粉末为单一相、呈球形的镁基六铝酸镧球形粉末；制备方法包括以下步骤：(1)制备单一相镁基六铝酸镧：以氧化镧、氧化镁和氧化铝纳米粉末为原料，按照化学计量比来称取三种原料，按照粉料:无水乙醇:磨球＝2:5:3的质量比放入聚氨酯球磨罐中，经行星球磨机球磨3‑24h进行混料，将混合好的料浆进行烘箱干燥或喷雾干燥，采用高温固相反应法将干燥后的粉末在1350℃‑1700℃保温4‑24h，制备得到单一相镁基六铝酸镧；(2)制备镁基六铝酸镧粉末：将上步骤得到的镁基六铝酸镧颗粒经破碎后与去离子水、磨球按照一定的比例进行混合，磨球：镁基六铝酸镧颗粒质量比为3:1，料浆固含量为45％，在行星球磨机球磨12‑48h后，将制备的料浆通过离心喷雾造粒机造粒，制备得到单一相的镁基六铝酸镧球形粉末；(3)镁基六铝酸镧粉末的热处理：将上步骤得到的镁基六铝酸镧粉末在1100‑1500℃保温2h进行热处理，升温速度为3‑10℃/s，之后随炉冷却，制备得到呈球形、粒度均匀、流动性好，能够完全满足大气等离子喷涂要求的镁基六铝酸镧粉末。

【技术特征摘要】
1.一种镁基六铝酸镧球形喷涂粉末的制备方法，其特征在于，所制备粉末为单一相、呈球形的镁基六铝酸镧球形粉末；制备方法包括以下步骤：(1)制备单一相镁基六铝酸镧：以氧化镧、氧化镁和氧化铝纳米粉末为原料，按照化学计量比来称取三种原料，按照粉料:无水乙醇:磨球＝2:5:3的质量比放入聚氨酯球磨罐中，经行星球磨机球磨3-24h进行混料，将混合好的料浆进行烘箱干燥或喷雾干燥，采用高温固相反应法将干燥后的粉末在1350℃-1700℃保温4-24h，制备得到单一相镁基六铝酸镧；(2)制备镁基六铝酸镧粉末：将上步骤得到的镁基六铝酸镧颗粒经破碎后与去离子水、磨球按照一定的比例进行混合，磨球：镁基...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟惠民，何明涛，黄亮亮，王宇超，任鹏伟，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京,11