一种铈掺杂锆酸镨高温热防护涂层材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种铈掺杂锆酸镨高温热防护涂层材料及其制备方法和应用，属于热防护涂层技术领域。该涂层材料，化学分子式为Pr2(Zr1‑xCex)2O7，x为0.1～0.9。通过将Pr6O11、ZrO2和CeO2混合后经高温固相反应合成Pr2(Zr1‑xCex)2O7粉末，然后与柠檬酸铵和阿拉伯胶混合球磨，最后采用APS技术在包覆有NiCrAlY金属粘结层的镍基高温合金基体表面沉积制备得到。该涂层材料具有良好的高温相稳定性、高红外发射率和低热导率，提升了涂层的适用温度并降低了涂层的表面温度；同时具有与镍基高温合金相匹配的热膨胀系数和抗1300℃高温CMAS腐蚀性能，在航空航天领域具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于热防护涂层，具体涉及一种铈掺杂锆酸镨高温热防护涂层材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、热防护涂层(thermal protective coatings,tpcs)在高超声速飞行器表面、航空发动机涡轮、火箭发动机喉衬等领域的应用要求越来越苛刻。随着发动机推重比和飞行器飞行速度的增加，热端部件的表面温度逐渐升高，而传统的8wt.％氧化钇稳定氧化锆(8ysz)由于在1200℃左右发生相变和烧结，不能满足实际高温服役时的性能需求。另外，高温会加剧火山灰、沙子等组成的钙镁铝硅酸盐(cmas)对涂层的腐蚀。较低的导热系数是开发高温应用tpcs的要求之一，此外可以利用热辐射进行散热起到热防护的效果。因此，开发兼具高红外发射率和低热导率且抗cmas腐蚀的热防护涂层材料是适应高温环境应用的有效途径。

2、近年来，烧绿石结构稀土锆酸盐re2zr2o7(re代表稀土元素)因其具有较好的相稳定性、优异的抗烧结性能和较低的热导率等备受关注。等报道锆酸镨(pr2zr2o7)具有良好的抗烧结性和较高的硬度，被认为是一种很有前途的高温应用材料。但是锆酸镨存本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种铈掺杂锆酸镨高温热防护涂层材料，其特征在于，所述铈掺杂锆酸镨高温热防护涂层材料的化学分子式为Pr2(Zr1-xCex)2O7，其中x的数值范围为0.1～0.9。

2.根据权利要求1所述的高温热防护涂层材料，其特征在于，所述高温热防护涂层材料3～5微米波段1000℃的红外发射率为0.8～0.97，在1200℃的热导率为0.6-0.9W·m-1·K-1，热膨胀系数为10～13×10-6K-1；所述高温热防护涂层材料具有抗1300℃高温CMAS腐蚀性能。

3.一种权利要求1-2任一项所述的铈掺杂锆酸镨高温热防护涂层材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：...

【技术特征摘要】

1.一种铈掺杂锆酸镨高温热防护涂层材料，其特征在于，所述铈掺杂锆酸镨高温热防护涂层材料的化学分子式为pr2(zr1-xcex)2o7，其中x的数值范围为0.1～0.9。

2.根据权利要求1所述的高温热防护涂层材料，其特征在于，所述高温热防护涂层材料3～5微米波段1000℃的红外发射率为0.8～0.97，在1200℃的热导率为0.6-0.9w·m-1·k-1，热膨胀系数为10～13×10-6k-1；所述高温热防护涂层材料具有抗1300℃高温cmas腐蚀性能。

3.一种权利要求1-2任一项所述的铈掺杂锆酸镨高温热防护涂层材料的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤1)中，球磨时间为12～48h；磨转速为65～80rpm；所述步骤2)中，喷雾干燥工艺的雾化器频率为20～25赫兹，加热棒温度为180～240℃；所述步骤3)中，煅烧温度为1600～1800℃，煅烧时间为10～20h。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤4)中，球磨时间为48～72h，球磨转速为65...

【专利技术属性】
技术研发人员：董淑娟，黄炎，邓龙辉，蒋佳宁，曹学强，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：