[发明专利]一种钪铈共掺杂锆酸钆热障涂层材料及其制备方法、以及一种热障涂层及其制备工艺

权利要求书

1.一种钪铈共掺杂锆酸钆热障涂层材料，其特征在于，所述钪铈共掺杂锆酸钆陶瓷材料通过在单一锆酸钆材料中分别由Sc对Gd位、Ce对Zr位双位稀土共掺杂得到，所述钪铈共掺杂锆酸钆陶瓷材料的化学组成为(Gd_0.925Sc_0.075)₂Zr_2-xCe_xO₇，其中，0.15≤x≤0.60，呈现单一缺陷萤石相结构。

2.一种根据权利要求1所述的钪铈共掺杂锆酸钆热障涂层材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

A1：按一定摩尔比分别称量Sc₂O₃、Gd₂O₃、ZrOCl₂·8H₂O、Ce(NO₃)₄，然后将Sc₂O₃和Gd₂O₃溶于稀盐酸中，ZrOCl₂·8H₂O、Ce(NO₃)₄溶于去离子水中，混合制成混合溶液，加入聚乙二醇进行分散，磁力搅拌1～2小时得到澄清透明的溶液，得到前驱溶液；

A2：将步骤A1所得前驱溶液逐滴加入到氨水溶液中，并保持pH＝10.0～11.0，以充分形成沉淀，静置陈化24～28小时后，获得胶状沉淀，然后依次用去离子水过滤洗涤、无水乙醇洗涤，得到沉淀物和过滤溶液；

A3：将步骤A2所得沉淀物干燥，得到固体产物；

A4：将步骤A3所得固体产物热处理后冷却至室温，研磨后获得钪铈共掺杂锆酸钆陶瓷材料粉体；

A5：将步骤A4所得粉体压制成陶瓷块体；

A6：将步骤A5所得陶瓷块体进行高温烧结致密化，得到钪铈共掺杂锆酸钆热障涂层材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤A1中，所述Sc₂O₃、Gd₂O₃、ZrOCl₂·8H₂O、Ce(NO₃)₄的纯度均为99.9％以上。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤A2中，所述氨水溶液的质量百分比浓度是25.0～28.0％。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤A3中，将步骤A2所得沉淀物放入温度为100～150℃的烘箱干燥，时间为15～20h，得到固体产物。

6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤A4中，将步骤A3所得固体产物在1100～1200℃温度下热处理6～7小时，然后利用行星球磨机进行研磨，以300～500r/h的速度研磨8～12h。

7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤A5中，将步骤A4所得粉体利用微型等静压机进行压制成型，预成型的压力为10～15MPa，成型压力为250MPa，保压时间为30min。

8.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤A6中，将步骤A5所得陶瓷块体在1500～1550℃空气气氛中高温烧结40～48小时，即可得到所述钪铈共掺杂锆酸钆热障涂层材料。