本發(fā)明涉及功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過熱噴涂制備納米團(tuán)聚體氧化鋯粉末的新方法。

背景技術(shù)：

氧化鋯屬偏酸性氧化物，熔點(diǎn)達(dá)2 760℃熱導(dǎo)率低，化學(xué)穩(wěn)定性好，在高溫氧化和弱還原性氣氛中穩(wěn)定，能耐含SO₂，CO和CO₂等高溫燃?xì)獾母g，然而，純氧化鋯材料因?yàn)槠渚娃D(zhuǎn)化會(huì)產(chǎn)生剝蝕，隨著溫度的變化，氧化鋯晶體會(huì)出現(xiàn)不同的晶型。1000℃下，為單斜晶體；超過1000℃，轉(zhuǎn)化為四方晶型，伴隨約7%的體積變化，再冷卻時(shí)，又恢復(fù)單斜晶型結(jié)構(gòu)，但體積不能恢復(fù)到原態(tài)，產(chǎn)生了不可逆轉(zhuǎn)變。這種晶型轉(zhuǎn)變和體積變化，使其涂層在熱循環(huán)條件下，產(chǎn)生大熱應(yīng)力，而出現(xiàn)開裂和剝落失效。

目前，熱噴涂用氧化鋯粉末一般采用共沉淀法和電熔破碎法制備；而納米團(tuán)聚型氧化鋯粉末則采用噴霧干燥法、熔膠-凝膠法、微乳液法制備。以上方法各有優(yōu)點(diǎn)，但也存在許多不足。噴霧干燥法由于團(tuán)聚粉末自然收縮， 粉末的松裝度僅為0.8~l.l g/cm³，流動(dòng)性差，因此，在熱噴涂工藝過程中不能獲得足夠的動(dòng)能，以致涂層高密度不太高，無法獲得較高的結(jié)合強(qiáng)度。溶膠-凝膠法制備的等離子噴涂用納米氧化鋯粉末為球形， 粒度分布范圍窄，由于配位劑等有機(jī)試劑的加入，生產(chǎn)成本高，難于實(shí)現(xiàn)。微乳液法制得的納米粉末呈球形，粒度大小一致，但由于成本高，難于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提出一種通過熱噴涂制備納米團(tuán)聚體氧化鋯粉末的新方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案在于：

通過熱噴涂制備納米團(tuán)聚體氧化鋯粉末的新方法，包括如下步驟：

（1）配料

將粒徑為20~60 nm Y₂O₃粉末與粘接劑混合，加入l.0~l.3倍混合料的凈水，調(diào)配成料漿；

（2）霧化干燥

將步驟（1）所得到的料漿在噴霧干燥塔內(nèi)霧化干燥，干燥塔溫度控制在110~130℃，制成團(tuán)聚粉末；

（3）篩分

將步驟（2）得到的團(tuán)聚粉末過篩，取粒度l80~325目的粉末，其余粉末作為回爐料；

（4）致密化

將步驟（3）得到的l80~325目的粉末通過送粉器送至等離子焰流中心致密球化，隨后噴入水中成型，然后將成型粉粒烘干， 于≤300℃加熱除去殘留有機(jī)粘結(jié)劑和水分，即得納米團(tuán)聚體氧化鋯粉末。

所述的粘接劑為糊精、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、聚苯乙烯中1種或2種以上的混合物。

所述的霧化干燥是用離心霧化噴嘴將料漿噴入干燥塔中，離心霧化器的轉(zhuǎn)速為800~2 000r/min；霧化干燥壓縮空氣為載體，采用二流式噴嘴將漿料噴入干燥塔內(nèi)干燥。

所述的烘干溫度為700~1000℃，烘干時(shí)間l0~30 min。

本發(fā)明的技術(shù)效果在于：

本發(fā)明控制了納米晶粒長大的因素， 保證了整個(gè)造粒過程中納米原始晶體結(jié)構(gòu)不長大，為后續(xù)等離子噴涂納米涂層的實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。整個(gè)制備工藝流程少，設(shè)備簡(jiǎn)單，工藝參數(shù)易于控制，適合于連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)。納米原料制備團(tuán)聚粉末成本相對(duì)較低，易推廣。

具體實(shí)施方式

通過熱噴涂制備納米團(tuán)聚體氧化鋯粉末的新方法，包括如下步驟：

實(shí)施例1

（1）配料：將粒徑為20 nm Y₂O₃粉末與粘接劑混合，加入l.0倍混合料的凈水，調(diào)配成料漿；

（2）霧化干燥：將步驟（1）所得到的料漿在噴霧干燥塔內(nèi)霧化干燥，干燥塔溫度控制在110℃，制成團(tuán)聚粉末；

（3）篩分：將步驟（2）得到的團(tuán)聚粉末過篩，取粒度l80~325目的粉末，其余粉末作為回爐料；

（4）致密化：將步驟（3）得到的l80~325目的粉末通過送粉器送至等離子焰流中心致密球化，隨后噴入水中成型，然后將成型粉粒烘干， 于100℃加熱除去殘留有機(jī)粘結(jié)劑和水分，即得納米團(tuán)聚體氧化鋯粉末。

其中，所述的Y₂O₃粉末與粘接劑的混合質(zhì)量比為95:5~98:2。所述的粘接劑為糊精、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、聚苯乙烯中1種或2種以上的混合物。所述的霧化干燥是用離心霧化噴嘴將料漿噴入干燥塔中，離心霧化器的轉(zhuǎn)速為800r/min；霧化干燥壓縮空氣為載體，采用二流式噴嘴將漿料噴入干燥塔內(nèi)干燥。所述的烘干溫度為700℃，烘干時(shí)間l0 min。

實(shí)施例2

（1）配料：將粒徑為60 nm Y₂O₃粉末與粘接劑混合，加入l.0~l.3倍混合料的凈水，調(diào)配成料漿；

（2）霧化干燥：將步驟（1）所得到的料漿在噴霧干燥塔內(nèi)霧化干燥，干燥塔溫度控制在130℃，制成團(tuán)聚粉末；

（3）篩分：將步驟（2）得到的團(tuán)聚粉末過篩，取粒度l80~325目的粉末，其余粉末作為回爐料；

（4）致密化：將步驟（3）得到的l80~325目的粉末通過送粉器送至等離子焰流中心致密球化，隨后噴入水中成型，然后將成型粉粒烘干， 于300℃加熱除去殘留有機(jī)粘結(jié)劑和水分，即得納米團(tuán)聚體氧化鋯粉末。

其中，所述的Y₂O₃粉末與粘接劑的混合質(zhì)量比為95:5~98:2。所述的粘接劑為糊精、聚乙烯醇、羧甲基纖維素、聚苯乙烯中1種或2種以上的混合物。所述的霧化干燥是用離心霧化噴嘴將料漿噴入干燥塔中，離心霧化器的轉(zhuǎn)速為2000r/min；霧化干燥壓縮空氣為載體，采用二流式噴嘴將漿料噴入干燥塔內(nèi)干燥。所述的烘干溫度為1000℃，烘干時(shí)間30 min。