[发明专利]一种制备纳米BaLn2Ti3O10热障涂层陶瓷层材料的方法

摘要

本发明公开了一种制备纳米BaLn₂Ti₃O₁₀热障涂层陶瓷层材料的方法，其采用一种溶胶－凝胶法制备，所得材料呈均匀的球形，晶粒尺寸小于100nm。该陶瓷材料层状钙钛矿结构并具有下述的化学成分：BaLn₂Ti₃O₁₀，Ln为La、Sm、Nd中的一种或两种或三种组合。与目前普遍使用的7～8％氧化钇稳定的氧化锆相比，该材料具有低的热导率和高的热膨胀系数。该材料能够应用于热障涂层的陶瓷层材料，其使用温度区间为室温至1200℃。

主权项

1、一种制备纳米BaLn2Ti3O10热障涂层陶瓷层材料的方法，其特征在于有下列步骤：第一步：按照摩尔比1∶3∶2称量硝酸钡Ba(NO3)2、硝酸钛Ti(NO3)4和硝酸稀土，并溶于去离子水中形成3～8mol/L的硝酸盐溶液；所述硝酸稀土为La(NO3)3、Sm(NO3)3或Nd(NO3)3中的一种或两种或三种组合；第二步：在硝酸盐溶液中加入柠檬酸作络合剂制得柠檬酸配合物溶液；所述柠檬酸与所述硝酸盐溶液中金属离子的摩尔比为1.3～3∶1；第三步：在柠檬酸配合物溶液中加入浓度为5～15g/L的聚乙二醇作交联剂制得溶胶前驱物；所述聚乙二醇的用量为每100ml柠檬酸配合物溶液中加入0.5g～1.5g；第四步：将上述溶胶前驱物在室温下搅拌10～30分钟使之成为透明的溶胶；第五步：将溶胶在70℃～100℃下蒸发溶剂60～180分钟后制得粘稠的凝胶，然后将凝胶在100℃～150℃下加热120～300分钟后制成干胶；第六步：将干胶置于马弗炉内，先在450℃下保温60～120分钟后，再在1100℃～1250℃下保温120～240分钟后取出，冷却至室温即制得粒径小于100nm的BaLn2Ti3O10热障涂层陶瓷层材料；其中，室温至450℃温度区间升温速率为3℃/min，450℃至1250℃区间升温速率为10℃/min。