氧化釔穩(wěn)定氧化鋯粉體的制備與表征.pdf

1、Y2O3穩(wěn)定的Zr〇2(YSZ)陶瓷材料由于具有高熱膨脹系數(shù)、低熱導(dǎo)率以及良好的抗氧化性和熱穩(wěn)定性等優(yōu)異性能，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于制備熱障涂層。納米YSZ材料由于具有納米效應(yīng)而呈現(xiàn)出更多優(yōu)異的特性，如熱膨脹系數(shù)更高、韌性更好、熱導(dǎo)率更低等，因此，采用納米YSZ粉末制備熱障涂層具有一定的潛在實(shí)用價(jià)值且成為熱障涂層領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文分別采用固相合成法、共沉淀法和溶膠-凝膠法合成YSZ陶瓷粉末，研究工藝參數(shù)對(duì)粉末相穩(wěn)定性和形貌等影響。主要研究結(jié)

2、果如下：
　　(1)采用固相合成法制備YSZ粉末，研究發(fā)現(xiàn)，煅燒溫度、煅燒時(shí)間、Y2O3摻雜量對(duì)產(chǎn)物相結(jié)構(gòu)有重要影響。經(jīng)1400~1600℃溫度范圍內(nèi)煅燒12~36h后，9YSZ粉末中同時(shí)存在單斜相和四方相，單斜相的含量隨著煅燒溫度的升高和時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減少。相同的煅燒溫度和時(shí)間條件下，Y S Z產(chǎn)物中單斜相含量隨Y2O3摻雜量的增加而減少。
　　(2)采用共沉淀法制備納米YSZ粉末的過(guò)程中，pH值和乙醇用量對(duì)四方相的穩(wěn)定

3、性影響不大，不同pH和乙醇用量制備的納米8YSZ粉末中四方相向單斜相轉(zhuǎn)變均發(fā)生在1200℃。納米 Y S Z粉末中四方相的穩(wěn)定性隨Y2O3摻雜量的增加而提高，樣品3YSZ、5YSZ、7 Y S Z和8 Y S Z中四方相向單斜相轉(zhuǎn)變的溫度分別為600、800、1000和1200℃。納米 Y S Z粉末的晶粒生長(zhǎng)趨勢(shì)一致，晶粒尺寸隨溫度的升高而逐漸增大。晶粒生長(zhǎng)可以分為兩個(gè)階段，以800℃為界。在低溫生長(zhǎng)階段，晶體生長(zhǎng)速率較??；反之，晶體

4、生長(zhǎng)速率明顯增大。由于晶體生長(zhǎng)機(jī)制不同，納米 YSZ粉末的晶粒生長(zhǎng)活化能在低溫生長(zhǎng)階段和高溫生長(zhǎng)階段有所不同，且低溫生長(zhǎng)階段的晶體生長(zhǎng)活化能明顯小于高溫生長(zhǎng)階段的生長(zhǎng)活化能。相對(duì)來(lái)講，p H值、溶劑組成和Y2O3摻雜量對(duì)低溫生長(zhǎng)階段的晶體生長(zhǎng)活化能影響較??；而高溫生長(zhǎng)階段的生長(zhǎng)活化能隨p H值和Y2O3摻雜量的增加而增加，隨乙醇用量的增加先減小后增加。
　　(3)以水為溶劑，醋酸與鋯離子摩爾比為1:1，采用溶膠-凝膠法合成了穩(wěn)定的

5、四方相8YSZ納米粉末。溶劑中添加乙醇后，四方相結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性變差。納米8 Y S Z粉末經(jīng)400~1200℃溫度范圍內(nèi)熱處理2 h后，晶粒尺寸隨著熱處理溫度的升高逐漸增大。晶體生長(zhǎng)可以分為兩個(gè)階段，分別為低溫生長(zhǎng)階段和高溫生長(zhǎng)階段。低溫生長(zhǎng)階段的晶體生長(zhǎng)速率明顯小于高溫生長(zhǎng)階段的晶體生長(zhǎng)速率。納米8YSZ粉末在低溫生長(zhǎng)階段和高溫生長(zhǎng)階段的晶體生長(zhǎng)活化能不同，這主要與晶體生長(zhǎng)機(jī)制發(fā)生改變有關(guān)。醋酸和乙醇用量對(duì)納米8YSZ粉末的晶體生長(zhǎng)活化