稀土Gd3＋掺杂独居石型LaPO4的溶胶-凝胶法制备及其热传导性能

摘要

采用柠檬酸溶胶-凝胶法制备了稀土Gd3＋掺杂的LaPU新型热障涂层用陶瓷粉体LaPO4（X=0．0，0．1，0．2，0．3；LGPO）。通过X-ray衍射、扫描电子显微镜、TpDSC、高温热膨胀仪和激光热导仪对样品的相组成、微观形貌、热行为、热膨胀系数和热导率进行表征。结果表明：稀土Gd3＋掺杂的LGPO保持了独居石相结构；添加稀土Gd3＋不仅可以降低材料的导热系数，还有利于其热膨胀系数的提高；随着稀土Gd3＋掺杂量的增加，晶体中点缺陷浓度不断升高，声子平均自由程不断减小，使得稀土Gd3＋掺杂的LGPO的热导率在x=0．3时达到最低值（λ=1．22w／（m·K），T=1273K），该值明显低于同温度下8YSZ的热导率。Gd3＋掺杂的LaPO4体系是下一代新型热障涂层用陶瓷热门的候选材料之一。