[发明专利]一种复合钙钛矿型可喷涂用球形粉体的制备方法

说明书

本发明公开了一种复合钙钛矿型可喷涂用球形粉体的制备方法，属于无机材料技术领域。所述方法包括以下步骤：1）将BaCO₃、Ta₂O₅和X的氧化物按照Ba(X_1/3Ta_2/3)O₃计量称量后，和适量无水乙醇一并装入球磨罐中，球磨混合得到均匀浆料a；2）将浆料a旋蒸烘干，得到干燥混合粉末；3）将干燥混合粉末装入坩埚，置于马弗炉内高温合成；4）将合成后的粉末研磨、过筛，与粘结剂、分散剂一并球磨获得浆料b；5）采用喷雾干燥设备对浆料b进行团聚处理；6）对团聚粉体进行高温致密化处理，得到所述复合钙钛矿型可喷涂用球形粉体。所述粉体相纯度高，球形度好，流动性佳，可满足等离子喷涂等表面技术的使用需求。

技术领域

本发明属于无机材料技术领域，具体涉及一种复合钙钛矿型可喷涂用球形粉体的制备方法。

背景技术

热障涂层因可以有效改善航空发动机热端部件服役条件，显著提升发动机服役温度，大幅提高发动机推重比和热效率，被世界各航空强国列为了高性能航空发动机研制的核心关键技术之一。7-8 wt.% Y₂O₃部分稳定ZrO₂（YSZ），因其优良的力学性能和热物理性能，是目前推重比≤10的一级航空发动机热端部件最常用的热障涂层陶瓷层材料。但面对新一代航空发动机更高推重比的发展要求，在更高涡轮进口温度下，YSZ出现物相转变和烧结问题，导致涂层过早剥落失效，已难以保证热端部件的安全服役。

发明人通过对复合钙钛矿型陶瓷材料的研究发现，复合钙钛矿结构陶瓷具有优良的高温相稳定性和热物理性能等本征性能，满足高推重比航空发动机对热障涂层材料性能的基本要求，有潜力发展成为新型热障涂层陶瓷层候选材料。

等离子喷涂技术是目前使用最广泛的热障涂层制备技术。为保证喷涂效率和涂层质量，喷涂粉末通常需具有良好的流动性，不会发生堵塞送粉管道的问题。喷雾干燥造粒法通过对粉末进行流体化、雾化、固化等处理，能够使原始不规则粉末在离心力作用下转变为具有一定强度的球形或近球形粉末，是获得良好流动性粉末的重要手段。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复合钙钛矿型可喷涂用球形粉体的制备方法，所述方法制备的粉体相纯度高，球形度好，流动性佳，可满足等离子喷涂制备复合钙钛矿型陶瓷涂层的使用需求。

本发明采用如下技术方案：

一种复合钙钛矿型可喷涂用球形粉体的制备方法，包括如下步骤：

第一步，将BaCO₃、Ta₂O₅和X的氧化物按照Ba(X_1/3Ta_2/3)O₃计量称量后，和无水乙醇一并装入球磨罐中，球磨混合得到均匀浆料a；

第二步，将第一步得到的浆料a旋蒸烘干，得到混合粉体；

第三步，将第二步得到的混合粉体装入坩埚，置于马弗炉内高温煅烧反应；

第四步，将第三步得到的煅烧粉末研磨、过筛，与粘结剂、分散剂一并进行球磨获得浆料b；

第五步，将第四步得到的浆料b通过喷雾干燥塔进行团聚处理；

第六步，将第五步得到的团聚粉体进行高温致密化处理，过筛，即可获得所述复合钙钛矿型可喷涂用球形粉体。

优选地，第一步中所述X为Mg、Ni、Zn和Sr中的任意一种，所述X的氧化物为MgO、NiO、ZnO和SrO中的任意一种。

优选地，第一步中BaCO₃、Ta₂O₅和X的氧化物的纯度均大于99.9%，在称量前，BaCO₃、Ta₂O₅和X的氧化物分别于600~800℃煅烧1~3h去除结晶水。