The invention provides a non hollow porous spherical structure powder composed of (7-8) wt% yttria partially stable nano zirconia (YSZ) aggregate. The porosity of the powder is (40-70)%. The surface of the powder is porous and rough. The powders were prepared by conventional spray granulation process. First, the nano YSZ aggregates were dispersed by sand milling, and then flocculant was added to the dispersed slurry so that nanoparticles could aggregate to form loose Flocculated Aggregates, thus inhibiting their migration to the surface during spray granulation, avoiding the formation of hollow structure, and finally producing non porous hollow spherical powder with high porosity. \u3002 With the powder of the invention, YSZ coating with high porosity, high cohesive strength and sintering resistance can be prepared.
【技术实现步骤摘要】
一种纳米氧化锆喷涂粉末及其制备方法
本专利技术属于纳米陶瓷材料领域,具体涉及一种用于制备高孔隙率、高内聚强度、耐烧结涂层的纳米氧化锆喷涂粉末及其制备方法。
技术介绍
等离子喷涂(7~8)wt%氧化钇部分稳定氧化锆(以下简称YSZ)涂层由于具有极低的热导率(~1.5w/m·k)、高的熔点(~2700℃)、高的蠕变温度(~2400℃)、优异的力学性能以及与高温合金相近的热膨胀系数,被广泛用于航空发动机和燃气轮机叶片、火箭发动机喷管等高温合金部件的隔热防护。使用YSZ涂层不仅可以降低部件的工作温度,延长部件的使用寿命,同时也可以在保证发动机寿命的前提下,通过提高发动机的工作温度,来提升发动机的推重比。YSZ涂层的性能主要包括隔热能力和使用寿命。涂层的隔热能力主要由其热导率决定,而涂层的使用寿命主要由其抗热震性能和抗烧结性能决定。研究表明,涂层的孔隙率和内聚强度越高,涂层的热导率就越低,抗热震性能和抗烧结性能就越好,因此,高孔隙率、高内聚强度涂层的制备,一直以来都是该领域的研究重点。在等离子喷涂制备YSZ涂层工艺中,喷涂粉末首先被等离子焰流熔化形成熔滴,熔滴与基材撞击后,铺展、凝固形成扁平粒子,扁平粒子堆叠形成涂层。涂层中的孔隙主要来源于被包覆在熔滴中的气体,以及扁平粒子堆叠时的搭接缺陷。YSZ涂层孔隙率的提升一般可通过以下两种技术途径实现:一是通过增大喷涂粉末的粒径,来增大扁平粒子的铺展面积,增加搭接缺陷,进而提升涂层的孔隙率。例如,现阶段常用的喷涂粉末,是由粒径分布(10~106)um之间的颗粒组成,采用 ...
【技术保护点】
1.一种纳米氧化锆喷涂粉末,其特征在于,所述粉末是由含有(7~8)wt%氧化钇的纳米YSZ聚集体组成的非中空多孔球形结构,粉末颗粒的孔隙率在(40~70)%之间,粉末颗粒表面为多孔粗糙结构,粉末采用喷雾造粒工艺制成。/n
【技术特征摘要】
1.一种纳米氧化锆喷涂粉末,其特征在于,所述粉末是由含有(7~8)wt%氧化钇的纳米YSZ聚集体组成的非中空多孔球形结构,粉末颗粒的孔隙率在(40~70)%之间,粉末颗粒表面为多孔粗糙结构,粉末采用喷雾造粒工艺制成。
2.一种纳米氧化锆喷涂粉末的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一,将氧化钇含量为(7~8)%的纳米YSZ团聚粉末、去离子水、分散剂混合均匀得到浆料;
步骤二,采用砂磨机将浆料磨细至颗粒尺寸小于300nm;
步骤三,在磨细后的浆料中加入絮凝剂,并低速搅拌均匀;
步骤四,在步骤三中所述搅拌均匀的浆料中加入粘接剂,继续低速搅拌至均匀;
步骤五,对步骤四中得到的浆料进行喷雾干燥处理,得到造粒料;
步骤六,将造粒料置于烧结炉中,升温速率不高于300℃/h,并在400℃下保温(1~2)h,在1300℃下保温(1~2)h,保温完成后自然冷却;
步骤七,将烧结后的粉末进行筛分处理,保留其中粒径位于(20~90)um的粉末,得到一种纳米氧化锆喷涂...
【专利技术属性】
技术研发人员:李飞,
申请(专利权)人:苏州炻原新材料科技有限公司,
类型:发明
国别省市:江苏;32
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