[发明专利]一种适合等离子喷涂的纳米结构Yb2

说明书

一种适合等离子喷涂的纳米结构Yb₂Si₂O₇球形喂料的制备方法，属于环境障涂层的技术领域。本发明解决了现有纳米级Yb₂O₃粉末和SiO₂原始粉末的粉体颗粒直径都是几十纳米，且球形度差、团聚比较严重，不能直接用作喷涂喂料的技术问题。本发明以纳米Yb₂O₃粉体和纳米SiO₂粉体为原料，经过喷雾造粒、固相烧结和等离子处理过程来制得纳米Yb₂Si₂O₇喂料，喂料的球形度和表面光滑度都大大增加，流动性好。本发明使用Yb₂Si₂O₇涂层的抗CMAS腐蚀性能比莫来石涂层强，大大减缓了基体的CMAS腐蚀程度。

技术领域

本发明属于环境障涂层的技术领域；具体涉及一种适合等离子喷涂的纳米结构Yb₂Si₂O₇球形喂料的制备方法。

背景技术

环境障涂层在高温合金基体的使用中就已经提出了，但是对于高温合金做基体，最首要的问题是提高其工作上限温度，所以一直以来的热点是热障涂层(TBC)，且在热障涂层的研究中就发现了CMAS腐蚀的问题，所以有工作者就致力于此方面研究。而随着新一代发动机设计的出现，随着陶瓷复合材料基体在发动机中的应用，热障将不是首要解决的问题，反而由于陶瓷的水氧腐蚀和CMAS腐蚀问题，环境障的解决更为重要。

目前普遍看好的第三代EBC研发以满足更极端服役环境(1300℃)、长时(500小时)应用为目标，稀土硅酸盐尤其是Yb₂Si₂O₇或Yb₂SiO₅是最受关注的首选材料。

发明内容

纳米级Yb₂O₃粉末和SiO₂原始粉末的粉体颗粒直径都是几十纳米，但是球形度差、团聚比较严重。因此这种粉末是不能直接用作喷涂喂料，只能作为原材料进一步造粒。

将Yb₂O₃与SiO₂混合后，在刚开始SiO₂少量或温度较低、时间较短时，先反应生成：

Yb₂O₃+SiO₂═Yb₂SiO₅

随着温度的升高和保温时间延长，在SiO₂过量时，Yb₂SiO₅会被消耗掉，发生反应：

Yb₂O₃+Yb₂SiO₅═Yb₂Si₂O₇

本发明提供了一种适合等离子喷涂的纳米结构Yb₂Si₂O₇球形喂料的制备方法，解决了现有纳米级Yb₂O₃粉末和SiO₂原始粉末的粉体颗粒直径都是几十纳米，且球形度差、团聚比较严重，不能直接用作喷涂喂料的技术问题，经过喷雾造粒、固相烧结和等离子处理过程来制得纳米Yb₂Si₂O₇喂料，喂料的球形度和表面光滑度都大大增加，流动性好，所述制备方法是通过下述步骤实现的：