[发明专利]一种等离子喷涂纳米结构热障涂层用液体喂料的制备方法

摘要

本发明是一种等离子喷涂纳米结构热障涂层用液体喂料的制备方法，该方法是将ScCl3、YbCl3、GdCl3、ZrOCl2·8H2O经过溶解、混合、加入到氨水中化学反应、过滤过程制备成胶状液体喂料。利用了高温等离子焰流将雾化后的液体喂料瞬间完成蒸发、纳米晶粒析出、干燥、熔化、凝固沉积过程，直接由液体喂料等离子喷涂制备纳米结构Sc2O3-Yb2O3-Gd2O3-ZrO2复合热障涂层，实现三元稀土氧化物复合稳定氧化锆热障涂层的纳米结构。该种结构具有很高的相稳定性和抗烧结性能，且热导率低，因而可以明显提高热障涂层的工作温度、隔热效果及使用寿命，适于用作航空发动机及地面燃气轮机的高温部件隔热用热障涂层。

主权项

一种等离子喷涂纳米结构热障涂层用液体喂料的制备方法，其特征在于：等离子喷涂纳米结构热障涂层的化学成分及摩尔百分比为：Sc2O36～8%，Yb2O32～3%，Gd2O32～3%，余量为ZrO2，该方法的步骤是：⑴将ScCl3、YbCl3、GdCl3、ZrOCl2·8H2O分别溶于去离子水中，配制成摩尔浓度为0.8mol/L～1.2mol/L的盐溶液；⑵按化学成分的摩尔百分比要求分别量取ScCl3溶液、YbCl3溶液、GdCl3溶液和ZrOCl2溶液，其中，量取的ZrOCl2的摩尔数与ZrO2的摩尔数相等；⑶将上述ScCl3、YbCl3、GdCl3、ZrOCl2四种溶液完全混合得到混合盐溶液；⑷在混合盐溶液中加入分散剂，分散剂为工业用聚乙二醇PEG4000，分散剂质量为混合盐溶液质量的3～5%；⑸将含分散剂的混合盐溶液加入到预先配制的pH值为10～11的氨水中进行化学共沉淀反应，用浓氨水调节反应过程中溶液的pH值，使pH值保持10～11，获得氢氧化物胶状共沉淀物，目视没有新的沉淀生成后再静置24～48小时，以保证混合盐溶液中的Sc3+、Yb3+、Gd3+、Zr4+四种金属阳离子完全沉淀；⑹用去离子水和无水乙醇分别洗涤并过滤胶状共沉淀物3～5次，去除氯离子，用摩尔浓度为1.0mol/L的AgNO3溶液检测滤液，确保对陶瓷材料性能有害的氯离子完全去除，否则应增加洗涤过滤次数，最后得到等离子喷涂用液体喂料。