一种锆酸钆镨陶瓷靶材、制备方法及其应用技术

技术编号:42187640 阅读:24 留言:0更新日期:2024-07-30 18:39
本申请提供一种锆酸钆镨陶瓷靶材、制备方法及其应用,所述锆酸钆镨的化学式为(Gd<subgt;1‑</subgt;<subgt;x</subgt;Pr<subgt;x</subgt;)<subgt;2</subgt;Zr<subgt;2</subgt;O<subgt;7</subgt;,其中,0<x≤0.15。采用先低温烧结、经加工后再进行二次烧结的方式,能够改善锆酸钆镨陶瓷靶材的力学性能,相比锆酸钆具有更低的热导率和更高的热膨胀系数,更低的热导率有利于提升航空发动机热障涂层的热循环性能和高温稳定性,更高的热膨胀系数有利于热障涂层与基底的匹配,提升涂层热循环寿命。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及陶瓷靶材,特别是涉及一种锆酸钆镨陶瓷靶材、制备方法及其应用


技术介绍

1、热障涂层(thermal barrier coatings)通常指沉积在高温合金表面的一层陶瓷涂层,其主要目的在于降低基底合金的表面温度,从而保证合金(如发动机涡轮叶片)能在更高的温度下运行,进一步提高其安全性。目前广泛应用的热障涂层陶瓷材料为氧化钇稳定氧化锆(8ysz)。然而,由于8ysz的相变和烧结问题,其长期使用服役温度不能超过1200℃,无法满足更高推重比、更高燃烧温度的燃气轮机和涡轮发动机的需求,亟需发展新型超高温热障涂层材料。

2、以gd2zr2o7为代表的稀土锆酸盐因其具有更低的热导率、更高的相稳定性以及与8ysz较为接近的热膨胀系数,成为最有希望的新一代热障涂层陶瓷材料之一,但是锆酸钆陶瓷材料由于较低的断裂韧性和热膨胀系数,导致其在热障涂层热循环性能差的问题。

3、因此,如何在进一步降低热导率的同时改善断裂韧性、热膨胀系数等性能是gd2zr2o7陶瓷材料作为新一代热障涂层材料亟需解决的关键问题。


技术实现本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种锆酸钆镨陶瓷靶材,其特征在于,所述锆酸钆镨的化学式为(Gd1-xPrx)2Zr2O7,其中,0<x≤0.15。

2.根据权利要求1所述的锆酸钆镨陶瓷靶材,其特征在于,所述锆酸钆镨陶瓷靶材的相对密度为60%~85%,所述锆酸钆镨陶瓷靶材的物相结构为萤石结构。

3.根据权利要求2所述的锆酸钆镨陶瓷靶材,其特征在于,所述锆酸钆镨陶瓷靶材的1200K材料热导率为1~2W/m·K,热膨胀系数为10~12K-1,断裂韧性为1~2MPa·m1/2。

4.一种如权利要求1-3中任一项所述的锆酸钆镨陶瓷靶材的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

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【技术特征摘要】

1.一种锆酸钆镨陶瓷靶材,其特征在于,所述锆酸钆镨的化学式为(gd1-xprx)2zr2o7,其中,0<x≤0.15。

2.根据权利要求1所述的锆酸钆镨陶瓷靶材,其特征在于,所述锆酸钆镨陶瓷靶材的相对密度为60%~85%,所述锆酸钆镨陶瓷靶材的物相结构为萤石结构。

3.根据权利要求2所述的锆酸钆镨陶瓷靶材,其特征在于,所述锆酸钆镨陶瓷靶材的1200k材料热导率为1~2w/m·k,热膨胀系数为10~12k-1,断裂韧性为1~2mpa·m1/2。

4.一种如权利要求1-3中任一项所述的锆酸钆镨陶瓷靶材的制备方法,其特征在于,所述方法包括以下步骤:

5.根据权利要求4所述的锆酸钆镨陶瓷靶材的制备方法,其特征在于,第一次高温烧结采用梯度升温方式进行,包括:

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【专利技术属性】
技术研发人员:刘宇阳王星奇王星明彭程张欣楠白雪储茂友
申请(专利权)人:有研资源环境技术研究院北京有限公司
类型:发明
国别省市:

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