[发明专利]热障涂层用大尺寸氧化锆陶瓷靶材的制备方法

摘要

本发明涉及热障涂层用大尺寸氧化锆陶瓷靶材的制备方法，包括以下步骤：使用真空电极电弧炉熔炼制备6‑8mol氧化钇部分稳定氧化锆粉体，纯度高于99.9％，使用气流分级得到100nm以下的粉体。喷雾造粒后，使用特制的大尺寸橡胶包套进行等静压成型，得到大尺寸氧化锆靶材坯体。坯体经过精加工后，高温800‑1500℃烧成氧化锆陶瓷靶材，可用于电子束物理气相沉积、磁控溅射等设备制备热障涂层。本发明采用电容、分级的方法，制备氧化钇部分稳定氧化锆粉体，进一步使得的产品纯度高，晶粒分布均匀一致，烧结时温度低、收缩小、不易开裂，后期加工余量少，满足物理气相沉积或磁控溅射等设备的使用要求，所得涂层成分和性能稳定。

主权项

1.一种热障涂层用大尺寸氧化锆陶瓷靶材的制备方法，该方法是通过以下步骤实现的：步骤一：氧化钇部分稳定氧化锆粉体的制备(1)根据热障涂层的要求，将6‑8mol氧化钇与氧化铝锆粉体进行球磨混合，使用氧化锆磨球，料球按重量份额1：2，料水按重量份额4:3，2‑8h后将料浆移出脱水；(2)使用烘箱90℃对上述脱水后的混合粉体进行烘干18‑24h，得到均匀、干燥的混合粉体；(3)使用真空电极电弧炉熔炼对混合粉体进行电熔，真空度1.0e0，电流2000‑3000A，电压30‑50V；(4)多次使用气流粉碎机和气流分级机，空气压强0.7‑1Mpa粉碎后电容粉体，2000‑2500r/min分级得到100nm以下的氧化钇部分稳定氧化锆粉体；步骤二：喷雾造粒(1)将按重量百分比的氧化钇部分稳定氧化锆粉体粉料与0.5‑2％粘结剂混合，使用氧化锆磨球，料球按重量份额1：2，料水按重量份额4:3，2h后配制得到混合均匀的浆料；(2)使用压力式喷雾造粒机进行喷雾造粒，喷雾干燥温度为150‑190℃，压力0.05‑0.1Mpa，得到粒度均匀且流动性好的氧化锆造粒粉；步骤三：氧化锆坯体成型将氧化锆造粒粉加入特制的大尺寸橡胶包套中，使用振动平台使粉体震实，使用冷等静压机成型靶材坯体，根据不同的粉体配比和长度需要，成型压力100‑200MPa，成型时间2‑10min，将成型的坯体于室温条件下脱模；步骤四：坯体加工将脱模后的坯体使用特制的橡胶模具进行夹持，使用金刚石车刀进行车削加工，加工时使用空气冷却，得到直径Ф60‑80mm，长度H200‑350mm的坯体；步骤五：氧化锆靶材烧结将坯体放入高温马弗炉内，以2‑5℃/min升温至800‑1500℃保温2‑8h，然后随炉冷却，得到直径Ф50‑75mm，长度H150‑300mm的热障涂层用大尺寸氧化锆陶瓷靶材。