本公開實施例涉及陶瓷粉末，具體而言，涉及一種sc摻雜ysz熱噴涂粉體的制備方法以及sc摻雜ysz熱噴涂粉體。

背景技術：

1、隨著航空事業(yè)的不斷發(fā)展，熱障涂層已廣泛應用于航空發(fā)動機和地面燃氣輪機，為熱端金屬部件提供熱防護，提高燃氣輪機的工作溫度和使用效率。氧化釔穩(wěn)定氧化鋯（ysz）因其良好的熱循環(huán)、高熔點以及低熱導率等特點，是目前最理想的熱障涂層材料。

2、然而，航空發(fā)動機推重比不斷增加，熱端部件表面的熱障涂層面臨著更嚴峻的熱失配、高溫氧化、高溫腐蝕等問題，對其服役性能也提出了更高的要求。因此，亟需開發(fā)新型熱障涂層材料，以實現更高溫度下的長期穩(wěn)定服役。

3、為了解決上述問題，通過稀土摻雜的方式可提高ysz涂層的壽命。對于稀土摻雜ysz粉末的制備工藝，目前一種方法是依靠氧化物粉末混合球磨，通過固態(tài)擴散的方式實現稀土摻雜。然而這種方式難以保證稀土元素完全進入氧化鋯晶格中，導致最終熱噴涂粉體性能不足；另外一種方法是通過化學反應合成納米顆粒再造粒致密化，前期化學反應制備的納米顆粒極易團聚并且尺寸不好控制，也會導致最終熱噴涂粉體性能較差。

技術實現思路

1、本公開的目的在于提供一種sc摻雜ysz熱噴涂粉體的制備方法及sc摻雜ysz熱噴涂粉體，進而至少在一定程度上克服由于相關技術的限制和缺陷而導致的sc摻雜ysz熱噴涂粉體性能較差的問題。

2、根據本公開的一個方面，提供一種sc摻雜ysz熱噴涂粉體的制備方法，包括：將表面活性劑、助表面活性劑、油相以及水相進行配比得到微乳液體系，將多種金屬鹽溶液溶解在所述微乳液體系中，通過沉淀劑調控所述微乳液體系進行水解反應，以得到sc摻雜ysz前驅體納米溶液；將所述sc摻雜ysz前驅體納米溶液進行溶液置換和干燥處理，以生成sc摻雜ysz前驅體納米粉體；對所述sc摻雜ysz前驅體納米粉體配置成漿料進行球磨，并進行噴霧干燥獲取sc摻雜ysz團聚體；將所述sc摻雜ysz團聚體通過等離子球化進行致密化，得到sc摻雜ysz熱噴涂粉體。

3、在本公開的一種示例性實施例中，所述表面活性劑:助表面活性劑:油相的質量比為(0.1~4):(0.5~2):(5~10)。

4、在本公開的一種示例性實施例中，所述表面活性劑為陰離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑以及非離子型表面活性劑中的任意一種。

5、在本公開的一種示例性實施例中，所述助表面活性劑為正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、異戊醇中的一種或多種，所述油相為環(huán)己烷、正己烷、二甲苯、正辛醇、甲苯、乙醇的一種或多種。

6、在本公開的一種示例性實施例中，所述多種金屬鹽溶液包括zr(no3)4·h2o或zrocl2·8h2o、y(no3)3·h2o或ycl3·6h2o、sc(no3)3·h2o或sccl3·6h2o中的一種或多種，所述金屬鹽溶液的濃度為0.02~0.2mol/l，所述金屬鹽溶液的ph值被調節(jié)為8~11。

7、在本公開的一種示例性實施例中，所述溶液置換的溶液為乙醇、甲醇、丙酮的一種或多種，所述溶液置換的置換水量為0~1l，所述干燥溫度為60~150℃。

8、在本公開的一種示例性實施例中，所述漿料的濃度為10~50?wt%；所述噴霧干燥的進風溫度為150~200℃，出風溫度80~120℃，進料速度10~100?r/min，離心轉速100~200?hz。

9、在本公開的一種示例性實施例中，所述等離子球化的功率為50~150?kw，送粉速率為10~50?g/min，等離子球化過程中的保護氣體為惰性氣體。

10、在本公開的一種示例性實施例中，所述sc摻雜ysz熱噴涂粉體的松裝密度為1.6~2.2?g/cc，流動性小于50s/50g。

11、根據本公開的一個方面，提供一種sc摻雜ysz熱噴涂粉體，所述sc摻雜ysz熱噴涂粉體根據上述任意一項所述的sc摻雜ysz熱噴涂粉體的制備方法制備得到。

12、本公開實施例中提供的技術方案中，一方面，通過微乳液體系制備sc摻雜ysz納米粉體，保證摻雜元素完全進入氧化鋯晶格中，實現高性能稀土摻雜ysz涂層的制備；除此之外，表面包裹一層乳化劑分子，使粒子間不易產生團聚，同時反應在水核內進行，可以有效地調控納米粉體的粒徑大小，為制備sc摻雜ysz熱噴涂粉末提供有利保障；并且處理效率高、操作簡單、成本低，易于產業(yè)化應用。另一方面，通過等離子球化進行致密化，可以提高熱噴涂粉體的孔隙率，進而提高熱噴涂粉體的流動性和松裝密度性能。

技術特征：

1.一種sc摻雜ysz熱噴涂粉體的制備方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的sc摻雜ysz熱噴涂粉體的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑:助表面活性劑:油相的質量比為(0.1~4):(0.5~2):(5~10)。

3.根據權利要求1所述的sc摻雜ysz熱噴涂粉體的制備方法，其特征在于，所述表面活性劑為陰離子型表面活性劑、陽離子型表面活性劑以及非離子型表面活性劑中的任意一種。

4.根據權利要求1所述的sc摻雜ysz熱噴涂粉體的制備方法，其特征在于，所述助表面活性劑為正丁醇、正戊醇、正己醇、正庚醇、正辛醇、異戊醇中的一種或多種，所述油相為環(huán)己烷、正己烷、二甲苯、正辛醇、甲苯、乙醇的一種或多種。

5.根據權利要求1所述的sc摻雜ysz熱噴涂粉體的制備方法，其特征在于，所述多種金屬鹽溶液包括zr(no3)4·h2o或zrocl2·8h2o、y(no3)3·h2o或ycl3·6h2o、sc(no3)3·h2o或sccl3·6h2o中的一種或多種，所述金屬鹽溶液的濃度為0.02~0.2mol/l，所述金屬鹽溶液的ph值被調節(jié)為8~11。

6.?根據權利要求1所述的sc摻雜ysz熱噴涂粉體的制備方法，其特征在于，所述溶液置換的溶液為乙醇、甲醇、丙酮的一種或多種，所述溶液置換的置換水量為0~1?l，所述干燥溫度為60~150℃。

7.?根據權利要求1所述的sc摻雜ysz熱噴涂粉體的制備方法，其特征在于，所述漿料的濃度為10~50?wt%；所述噴霧干燥的進風溫度為150~200℃，出風溫度80~120℃，進料速度10~100?r/min，離心轉速100~200?hz。

8.?根據權利要求1所述的sc摻雜ysz熱噴涂粉體的制備方法，其特征在于，所述等離子球化的功率為50~150?kw，送粉速率為10~50?g/min，等離子球化過程中的保護氣體為惰性氣體。

9.?根據權利要求1所述的sc摻雜ysz熱噴涂粉體的制備方法，其特征在于，所述sc摻雜ysz熱噴涂粉體的松裝密度為1.6~2.2?g/cc，流動性小于50s/50g。

10.一種sc摻雜ysz熱噴涂粉體，其特征在于，所述sc摻雜ysz熱噴涂粉體根據權利要求1-9任意一項所述的sc摻雜ysz熱噴涂粉體的制備方法制備得到。

技術總結
本公開實施例提供了一種Sc摻雜YSZ熱噴涂粉體的制備方法及Sc摻雜YSZ熱噴涂粉體，涉及陶瓷粉末技術領域，該方法包括：將表面活性劑、助表面活性劑、油相以及水相進行配比得到微乳液體系，將多種金屬鹽溶液溶解在所述微乳液體系中，通過沉淀劑調控所述微乳液體系進行水解反應，以得到Sc摻雜YSZ前驅體納米溶液；將所述Sc摻雜YSZ前驅體納米溶液進行溶液置換和干燥處理，以生成Sc摻雜YSZ前驅體納米粉體；對所述Sc摻雜YSZ前驅體納米粉體配置成漿料進行球磨，并進行噴霧干燥獲取Sc摻雜YSZ團聚體；將所述Sc摻雜YSZ團聚體通過等離子球化進行致密化，得到Sc摻雜YSZ熱噴涂粉體。本公開能夠提高熱噴涂粉體的性能。

技術研發(fā)人員：雪盼,張于勝,許同同,衛(wèi)林峰,陳振,王艷琴,胡小剛,邱龍時
受保護的技術使用者：西安稀有金屬材料研究院有限公司
技術研發(fā)日：
技術公布日：2024/12/30