等离子喷涂用纳米结构Gd_(2)Zr_(2)O_(7)喂料的制备与性能

摘要

目的稀土锆酸盐具有低热导率、优异的抗烧结性能和相稳定性,是下一代热障涂层和环境障涂层的理想材料。通过纳米粉体再造粒技术制备出等离子喷涂用高性能纳米结构球形喂料Gd_(2)Zr_(2)O_(7),以满足下一代热障涂层和环境障涂层的需求。方法以Gd_(2)O_(3)与ZrO_(2)粉体为原材料,采用纳米粉体再造粒技术制备出可等离子喷涂用的纳米结构Gd_(2)Zr_(2)O_(7)喂料。利用SEM、XRD研究了固相烧结温度和时间对Gd_(2)Zr_(2)O_(7)含量和晶粒尺寸的影响,分析了纳米结构Gd_(2)Zr_(2)O_(7)喂料在不同纳米粉体再造粒阶段的微观形貌和相组成。同时,测定了纳米结构Gd_(2)Zr_(2)O_(7)喂料的流动性、松装密度和振实密度。结果纳米粉体再造粒技术可以制备出等离子喷涂用纳米结构Gd_(2)Zr_(2)O_(7)喂料,喂料内部结构致密,球形度好,粒径为10~50μm。在纳米粉体再造粒过程中,晶粒尺寸会随着烧结温度的升高而增大。在1300℃烧结2 h生成的Gd_(2)Zr_(2)O_(7)含量高,且晶粒尺寸小,为最优固相烧结工艺。等离子球化处理能有效地改善喂料的流动性。等离子球化处理后的喂料松装密度为2.09 g/cm^(3),振实密度为3.26 g/cm^(3),流动性为22.3 s/(50 g)。结论采用纳米粉体再造粒技术成功制备出纳米结构Gd_(2)Zr_(2)O_(7)粉体喂料。该喂料颗粒内部结构致密,外部表面光滑,球形度好,适合等离子喷涂,有望成为下一代热障涂层和环境障涂层。