[发明专利]包覆钇稳定氧化锆粉体及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及改性包覆钇稳定氧化锆粉体及其制备方法和应用，属于涂层制 备领域。

背景技术

我国航空航天事业的发展以及节能减排技术的迫切需求，对发动机或燃气 轮机的热效率提出了更高的要求，这也就意味着燃烧室等热端部件的温度需要 进一步提高。目前现有的高温合金已经难以满足要求，解决该问题的通常办法 有开发新型高温合金，改进冷却技术以及在高温合金热端部件表面制备热障涂 层(Ther mal Berrier Coatings，简称TBC)等。由于金属合金的熔点的限制， 进一步提高工作温度的潜力已十分有限，而采用过多的冷却会降低发动机的热 效率和性能，同时也降低了燃料经济，因此致力于热障涂层材料的研究与开发 是最为经济可行的办法。

钇稳定的氧化锆(YSZ)因其优越的隔热性能和力学性能而成为目前应用最 为广泛的热障涂层材料。但是，在长期高温(＞1200℃)服役环境下，YSZ涂 层会产生烧结，大量气孔和微裂纹的消失一方面使得涂层热导率上升，隔热性 能下降，另一方面弹性模量增加，应变容限减小，从而导致涂层过早失效。

近年来，纳米热障涂层因其优越的热学和机械性能得到了重视。涂层具有 熔融的均一相，内部均匀分散有未熔的纳米颗粒和孤立的微米级气孔，与传统 热障涂层相比，具有更低的热导率，较高的热膨胀系数和高硬度，强度，延展 性和韧性，结合强度高，抗热循环性更好，有望在未来应用于更高的温度和更 苛刻的热机械环境(Chungen Zhou etc.，Materials Science and Engineering A 452-453(2007)569-574；Hong Zhou etc.，Transactions of Nonferrous M etals Society of China Volu me 17，Issue 2，April 2007，Pages 389-393；O. Racek etc.，Surface and Coatings Technology Volume 201， Issues 1-2，12 September 2006，Pages 338-346)。但是，在涂层制备和服役过程的高温环境 下，纳米晶粒容易长大，从而涂层热导率上升，涂层的性能下降，寿命缩短(Bo Liang etc.，Thin Solid Films 484(2005)225-231；Na Wang etc.，Cera mics International 33(2007)1075-1081)。