CN112723412B - 一种多相稀土锆酸盐材料及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多相稀土锆酸盐材料及其制备方法和应用，所述多相稀土锆酸盐材料具有以下化学组成：(Gd0.3La0.1Y0.6)2(ZrxCe1‑x)2O7，其中，0.7≤x<1。与其它三元稀土锆酸盐材料相比，本发明所提供的稀土锆酸盐材料的热导率较低，平均热导率为1.05W·m‑1·K‑1，可以提高涂层的隔热效果。
Description
技术领域
本发明涉及高温热防护材料合成技术领域，更具体地，涉及一种多相稀土锆酸盐材料及其制备方法。
背景技术
随着现代航天技术的发展，超燃冲压发动机普遍采用了与机身一体化设计，通过减少了尺寸及重量，获得较高的推重比。当推重比达到12-15时，进气口温度急剧升高，热端部件热面温度达到1400℃以上，这给发动机的热防护带来了新挑战。
目前，广泛采用在热端部件表面沉积以氧化钇部分稳定的氧化锆ZrO2-（6～8wt%）Y2O3为主的陶瓷涂层进行热防护。该种热防护涂层的使用温度被限制在1200～1300℃以下，当涂层表面温度超温时，少量的玻璃相及碱土金属在YSZ晶界处偏析，Y2O3加速扩散导致相变失稳与快速烧结，导致涂层起皮、开裂乃至脱落，难以满足热防护需求。针对现有YSZ材料存在的问题与不足，国内外学者主要从改进YSZ材料体系和研发新型替代材料两个方面进行研究。
Ln2Zr2O7（Ln=La、Gd、Y、Sm、Yb）是一种稀土锆酸盐，该种锆酸盐具有较低的热导率和良好的高温相结构稳定性（最高可达2300℃）。有现有技术报道了多种元素掺杂的稀土锆酸盐，解决了热膨胀系数在低温下存在剧烈波动的问题。又有现有技术提供了一种纯相稀土锆酸盐纳米材料及其制备方法，制备的材料具有热膨胀系数高、高温相结构稳定等优点，但是也存在工艺过程较为复杂，生产周期较长，成本较高等缺点。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种多相稀土锆酸盐材料及其制备方法，可在满足材料性能要求的同时，弥补制备工艺上的不足，满足实际需求。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种多相稀土锆酸盐材料，所述多相稀土锆酸盐材料具有以下化学组成：(Gd0.3La0.1Y0.6)2(ZrxCe1-x)2O7，其中，0.7≤x<1。
优选的，前述的多相稀土锆酸盐材料中，其中0.7≤x≤0.9。
优选的，前述的多相稀土锆酸盐材料中，其中所述多相稀土锆酸盐材料由t相和c相组成，其为团聚体粉末，呈球形，粒度范围为10~100μm。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种多相稀土锆酸盐材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将氧化钆（Gd2O3）、氧化镧（La2O3）、氧化钇（Y2O3）、氧化锆（ZrO2）及氧化铈（CeO2）分别进行中温烘干，按照0.15:0.05:0.3:x:(1-x)的摩尔比混合，形成混合的稀土氧化物；
2）将步骤1）得到的混合的稀土氧化物中加入氧化锆烧结球，球磨，经充分破碎、混合后形成混合粉末；
3）将步骤2）得到的混合粉末进行高温煅烧，得到(Gd0.3La0.1Y0.6)2(ZrxCe1-x)2O7粉末；
4）将步骤3）得到的(Gd0.3La0.1Y0.6)2(ZrxCe1-x)2O7粉末中加入溶剂，进行团聚造粒，得到团聚体粉末；
5）将步骤4）得到的团聚体粉末进行中温煅烧以排出团聚体粉末中含有的有机物粘结剂，得到不含有机物的团聚体粉末；
6）将步骤5）得到的团聚体粉末进行表面处理，得到 (Gd0.3La0.1Y0.6)2(ZrxCe1-x)2O7团聚体粉末。
本发明的目的及解决其技术问题还可采用以下技术措施进一步实现。
优选的，前述的多相稀土锆酸盐材料的制备方法中，其中步骤1）中，0.7≤x<1，所述中温烘干的温度为200~300℃。
优选的，前述的多相稀土锆酸盐材料的制备方法中，其中步骤2）中，所述球磨的混合稀土氧化物粉末与氧化锆烧结球的质量比为1:5~1:3，旋转速度为400~800r·min-1，球磨时间为4h~8h。
优选的，前述的多相稀土锆酸盐材料的制备方法中，其中步骤3）中，所述高温煅烧的操作参数具体包括：第一阶段，煅烧温度为150~250℃，升温速度为8~10℃·min-1，保温时间为1~3h，去除水分；第二阶段，煅烧温度为1450~1600℃，升温速度为2~4℃·min-1，保温时间为6~10h，发生化学反应，形成置换型固溶体。
优选的，前述的多相稀土锆酸盐材料的制备方法中，其中步骤4）中，所述溶剂为去离子水和正丁醇的混合溶液或去离子水和无水乙醇的混合溶液，优选为去离子水与正丁醇的混合溶液，体积比为19:1~6:1。所述团聚造粒采用喷雾干燥造粒或球磨造粒。
优选的，前述的多相稀土锆酸盐材料的制备方法中，其中步骤5）中，所述中温煅烧的操作参数具体包括：第一阶段，煅烧温度为100~350℃，升温速度为1~2℃·min-1，保温时间为3~6h，去除水分；第二阶段，煅烧温度为800~1000℃，升温速度为4~6℃·min-1，保温时间为1~2h，去除有机物。
优选的，前述的多相稀土锆酸盐材料的制备方法中，其中其中步骤6）中，所述表面处理为致密化处理；所述致密化处理为等离子球化处理或激光重熔处理。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种航空航天发动机，其包括热端部件，所述热端部件上涂设有热障涂层，所述热障涂层包括上述的多相稀土锆酸盐材料；这样可作为航空航天发动机的热防护，有效降低热端部件的表面温度。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种地面燃机，其包括热端部件，所述热端部件上涂设有热障涂层，所述热障涂层包括上述的多相稀土锆酸盐材料；这样可作为地面燃机的热防护，有效降低热端部件的表面温度。
本发明所述的多相稀土锆酸盐材料及其制备方法和应用，与现有技术相比，至少具有下列优点：
本发明所提供的稀土锆酸盐材料，其热膨胀系数高，有利于降低热冲击循环过程界面热应力，提高了涂层的使用寿命。
与其它三元稀土锆酸盐材料相比，本发明所提供的稀土锆酸盐材料的热导率较低，平均热导率为1.05W·m-1·K-1，可以提高涂层的隔热效果。
本发明所提供的稀土锆酸盐材料，其为团聚体粉末，粉末粒径范围可控，呈球形，表面光洁、致密，具有较好的流动性，热喷涂工艺适用性优异。
本发明所提供的制备方法，其步骤较少，过程较为简单，制备周期较短，成本较低，利于大规模标准化生产。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例详细说明如后。
附图说明
图1 本发明实施例2按照本发明喷雾造粒后得到的团聚体粉末图片；
图2 本发明实施例2等离子球化法处理后得到的团聚体粉末的电子显微镜测试图；
图3本发明实施例2等离子球化法处理后得到的团聚体粉末的XRD图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合较佳实施例，对依据本发明提出的一种多相稀土锆酸盐材料及其制备方法和应用其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构或特点可由任何合适形式组合。
本发明提供了一种多相稀土锆酸盐材料，所述多相稀土锆酸盐材料具有以下化学组成：(Gd0.3La0.1Y0.6)2(ZrxCe1-x)2O7，其中，0.7≤x<1，优选为0.7≤x≤0.9，这样优选后可以在降低热导率的同时，使得相结构更加稳定，降低了界面热应力。所述多相稀土锆酸盐材料由t相和c相组成，其为团聚体粉末，呈球形，粒度范围为10~100μm，优选为20~80μm，流动性为35s/50g，这样优选后使得流动性得到显著提高。
上述右下标数字及1-x、x均表示各化学元素之间的摩尔配比关系。
本发明还提供了一种多相稀土锆酸盐材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将氧化钆（Gd2O3）、氧化镧（La2O3）、氧化钇（Y2O3）、氧化锆（ZrO2）及氧化铈（CeO2）分别在200~300℃进行中温烘干，按照0.15:0.05:0.3:x:(1-x)的摩尔比混合，形成混合的稀土氧化物；其中0.7≤x<1，优选为0.7≤x≤0.9，更优选为x=0.8，这样优选后可以在降低热导率的同时，使得相结构更加稳定，降低了界面热应力。
2）将步骤1）得到的混合的稀土氧化物中加入氧化锆烧结球，球磨，经充分破碎、混合后形成混合粉末；所述球磨的混合稀土氧化物粉末与氧化锆烧结球的质量比为1:5~1:3，旋转速度为400~800r·min-1，球磨时间为4h~8h。优选球料比为1:4，旋转速度为500r·min-1，球磨时间为5h，这样优选后可使得粉末混合较为均匀。
3）将步骤2）得到的混合粉末进行高温煅烧，得到(Gd0.3La0.1Y0.6)2(ZrxCe1-x)2O7粉末；所述高温煅烧的操作参数具体包括：第一阶段，煅烧温度为150~250℃，升温速度为8~10℃·min-1，保温时间为1~3h，去除水分；第二阶段，煅烧温度为1450~1600℃，升温速度为2~4℃·min-1，保温时间为6~10h，发生化学反应，形成置换型固溶体。优选为第一阶段，煅烧温度150℃，升温速度8~10℃·min-1，保温时间为3h；第二阶段，煅烧温度1550℃，升温速度2~4℃·min-1，保温时间为10h；这样优选后得到的多相稀土锆酸盐材料纯度较高。
4）将步骤3）得到的(Gd0.3La0.1Y0.6)2(ZrxCe1-x)2O7粉末中加入溶剂，进行团聚造粒，得到团聚体粉末；所述溶剂可以为去离子水和正丁醇的混合溶液或去离子水和无水乙醇的混合溶液，优选为去离子水与正丁醇的混合溶液，体积比为19:1~6:1，这是因为优选后分散效果更好；之所以选择去离子水是因为一般的水中含有氯离子，而氯离子在多相稀土锆酸盐材料用于涂层时易导致脱落。所述团聚造粒可以采用喷雾干燥造粒或球磨造粒，考虑到操作方便，一般情况下采用喷雾干燥造粒。
5）将步骤4）得到的团聚体粉末进行中温煅烧以排出团聚体粉末中含有的有机物粘结剂，得到不含有机物的团聚体粉末；所述中温煅烧的操作参数具体包括：第一阶段，煅烧温度为100~350℃，升温速度为1~2℃·min-1，保温时间为3~6h，去除水分；第二阶段，煅烧温度为800~1000℃，升温速度为4~6℃·min-1，保温时间为1~2h，去除有机物。优选为第一阶段，煅烧温度350℃，升温速度1~2℃·min-1，保温时间为5h；第二阶段，煅烧温度900℃，升温速度4~6℃·min-1，保温时间为1h；这样优选后在充分去除有机物的同时，可以尽可能少地破坏团聚体粉末的球形度。
6）将步骤5）得到的团聚体粉末进行致密化处理，得到 (Gd0.3La0.1Y0.6)2(ZrxCe1-x)2O7团聚体粉末；其具有较好流动性，适用于热喷涂工艺；所述致密化处理为等离子球化处理或激光重熔处理，优选为等离子球化处理，具体参数为，送粉速率10~50g·min-1，功率50~80KW，这样优选后使得粉末的表面光滑且致密，球形度较好。
本发明还提供了一种航空航天发动机，其包括热端部件，所述热端部件上涂设有热障涂层，所述热障涂层包括上述的多相稀土锆酸盐材料；这样可作为航空航天发动机的热防护，有效降低热端部件的表面温度。
本发明还提供了一种地面燃机，其包括热端部件，所述热端部件上涂设有热障涂层，所述热障涂层包括上述的多相稀土锆酸盐材料；这样可作为地面燃机的热防护，有效降低热端部件的表面温度。
以下材料或试剂，如非特别说明，均为市购。
对以下实施例制备得到的(Gd0.3La0.1Y0.6)2(ZrxCe1-x)2O7（0.7≤x<1）材料进行如下观察和测试：
（1）粉末形貌观察：
利用日本高新技术株式会社S-4800型冷场发射扫描电子显微镜观察团聚体粉末形貌。
（2）流动性检测
利用钢铁研究总院生产的FL4-1型流动性测量装置来检测分体流动性，测试方法为，以50g粉末流过规定孔径的标准漏斗所需要的时间来表示。
（3）X射线衍射分析
利用荷兰PANalytical公司生产的X’Pert PRO MPD型多晶X射线衍射分析仪（XRD）对制备的材料进行物相分析。
（4）热导率测试
采用FLASHLINE 5000型热导率测试仪（美国Anter corporation公司）测量块体材料试样的热扩散率λ，Mettler 882e型差热分析仪（瑞士梅特勒-托利多公司）测量陶瓷材料的比热容C p ，计算得到材料的热导率。
式中，C p 为比热容；λ为热扩散系数；ρ为材料密度。
实施例1
本实施例提供了一种多相稀土锆酸盐材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将Gd2O3、La2O3、Y2O3、ZrO2、CeO2五种粉末在250℃下进行烘干2h处理，按照3:1:6:14:6的摩尔比混合，形成混合粉末；
2）将步骤1）得到的混合粉末加入到球磨罐中，加入氧化锆烧结球，控制料球质量比为1:5，球磨机的旋转速度为500r·min-1，球磨时间为5h。经充分破碎、混合均匀后形成混合粉末；
3）以步骤2）制备的混合粉末为原料，采用高温煅烧工艺制备(Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7粉末，该高温煅烧工艺分为两个阶段：第一阶段，煅烧温度为150℃，升温速度为10℃·min-1，保温时间为3h；第二阶段，煅烧温度为1550℃，升温速度为2℃·min-1，保温时间为10h；
4）向步骤3）得到的(Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7粉末加入溶剂（体积比为19:1去离子水和正丁醇的混合溶液），使浆料具有一定的流动性，采用喷雾干燥造粒工艺（工艺参数为：出口温度110oC，进口温度250oC，转速18000r/min）对(Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7粉末进行团聚造粒，得到团聚体粉末，其中大部分粉末呈类球形，粒径为25～100μm；
5）以步骤4）得到的团聚体粉末为原料，采用中温煅烧工艺排出团聚体粉末中含有的有机物粘结剂，得到不含有机物的团聚体粉末。所述中温煅烧工艺分为两个阶段：第一阶段，煅烧温度为350℃，升温速度为2℃·min-1，保温时间为5h；第二阶段，煅烧温度为900℃，升温速度为6℃·min-1，保温时间为1h；
6）采用等离子球化法对步骤5）得到的团聚体粉末进行处理，所述等离子球化法的具体参数如下：送粉速率为10g·min-1，功率为50KW。经筛分处理，最终得到满足粒径分布为15~75μm的(Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7团聚体粉末，该粉末呈规则的球形，表面光滑致密，粒径为15~75μm，其衍射峰位置为30.1°，34.9°，50.2°和59.6°，未出现m相，形成了c/t相稀土锆酸盐材料，即所述稀土锆酸盐材料由t相和c相组成。
实施例2
本实施例与实施例1相比的区别在于，本实施例的Gd2O3、La2O3、Y2O3、ZrO2、CeO2的摩尔配比为3:1:6:16:4。其它步骤与实施例1相同；具体包括以下步骤：
1）将Gd2O3、La2O3、Y2O3、ZrO2、CeO2五种粉末在250℃下进行烘干2h处理，按照3:1:6:16:4的摩尔比混合，形成混合粉末；
2）将步骤1）得到的混合粉末加入到球磨罐中，加入氧化锆烧结球，控制料球质量比为1:5，球磨机的旋转速度为500r·min-1，球磨时间为5h。经充分破碎、混合均匀后形成混合粉末；
3）以步骤2）制备的混合粉末为原料，采用高温煅烧工艺制备(Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7粉末，该高温煅烧工艺分为两个阶段：第一阶段，煅烧温度为150℃，升温速度为10℃·min-1，保温时间为3h；第二阶段，煅烧温度为1550℃，升温速度为2℃·min-1，保温时间为10h；
4）向步骤3）得到的(Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7粉末加入溶剂（体积比为19:1去离子水和正丁醇的混合溶液），使浆料具有一定的流动性，采用喷雾干燥造粒工艺（工艺参数为：出口温度110oC，进口温度250oC，转速18000r/min）对(Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7粉末进行团聚造粒，得到团聚体粉末（见图1），从图1中可以看出，大部分粉末呈类球形，粒径为25～100μm；
5）以步骤4）得到的团聚体粉末为原料，采用中温煅烧工艺排出团聚体粉末中含有的有机物粘结剂，得到不含有机物的团聚体粉末。所述中温煅烧工艺分为两个阶段：第一阶段，煅烧温度为350℃，升温速度为2℃·min-1，保温时间为5h；第二阶段，煅烧温度为900℃，升温速度为6℃·min-1，保温时间为1h；
6）采用等离子球化法对步骤5）得到的团聚体粉末进行处理，所述等离子球化法的具体参数如下：送粉速率为10g·min-1，功率为50KW。经筛分处理，最终得到满足粒径分布为20~80μm的(Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7团聚体粉末（见图2、图3），从图2中可以看出，粉末呈规则的球形，表面光滑致密，粒径为20~80μm；从图3中可以看出，衍射峰位置为30.1°，34.9°，50.2°和59.6°，未出现m相，形成了c/t相稀土锆酸盐材料，即所述稀土锆酸盐材料由t相和c相组成。
实施例3
本实施例提供了一种多相稀土锆酸盐材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将Gd2O3、La2O3、Y2O3、ZrO2、CeO2五种粉末在250℃进行烘干2h处理，按照3:1:6:14:6的摩尔比混合，形成混合粉末；
2）将步骤1）得到的混合粉末加入到球磨罐中，加入氧化锆烧结球，控制料球质量比为1:5，球磨机的旋转速度为500r·min-1，球磨时间5h。经充分破碎、混合均匀后形成混合粉末；
3）以步骤2）制备的混合粉末为原料，采用高温煅烧工艺制备(Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7粉末；所述高温煅烧工艺分为两个阶段：第一阶段，煅烧温度为250℃，升温速度为10℃·min-1，保温时间为1h；第二阶段，煅烧温度为1450℃，升温速度为2℃·min-1，保温时间为10h；
4）向步骤3）得到的(Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7粉末加入溶剂（体积比为19:1去离子水和正丁醇的混合溶液），使浆料具有一定的流动性，采用喷雾干燥造粒工艺对(Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7粉末进行团聚造粒，得到团聚体粉末，其中大部分粉末呈类球形，粒径为25～100μm；
5）以步骤4）得到的团聚体粉末为原料，采用中温煅烧工艺排出团聚体粉末中含有的有机物粘结剂，得到不含有机物的团聚体粉末。所述中温煅烧工艺分为两个阶段：第一阶段，煅烧温度为350℃，升温速度为2℃·min-1，保温时间为3h；第二阶段，煅烧温度为1000℃，升温速度为6℃·min-1，保温时间为1h；
6）采用高温致密化工艺对步骤5）得到的团聚体粉末进行处理，具体工艺为送粉速率10g·min-1，功率50KW。经筛分处理，最终得到满足粒径分布为30~75μm的(Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7团聚体粉末，该粉末呈规则的球形，表面光滑致密，粒径为30~75μm，其衍射峰位置为30.1°，34.9°，50.2°和59.6°，未出现m相，形成了c/t相稀土锆酸盐材料，即所述稀土锆酸盐材料由t相和c相组成。
实施例4
本实施例与实施例3相比的区别在于，本实施例的Gd2O3、La2O3、Y2O3、ZrO2、CeO2的摩尔配比为3:1:6:18:2。其它步骤与实施例3相同；所制备的为20~100μm的 (Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7团聚体粉末，该粉末呈规则的球形，表面光滑致密，粒径为33~80μm，其衍射峰位置为30.1°，34.9°，50.2°和59.6°，未出现m相，形成了c/t相稀土锆酸盐材料，即所述稀土锆酸盐材料由t相和c相组成。
实施例5
本实施例提供了一种多相稀土锆酸盐材料的制备方法，包括以下步骤：
1）将Gd2O3、La2O3、Y2O3、ZrO2、CeO2五种粉末在250℃进行烘干2h处理，按照3:1:6:14:6的摩尔比混合，形成混合粉末；
2）将步骤1）得到的混合粉末加入到球磨罐中，加入氧化锆烧结球，控制料球质量比为1:5，球磨机的旋转速度为500r·min-1，球磨时间5h。经充分破碎、混合均匀后形成混合粉末；
3）以步骤2）制备的混合粉末为原料，采用高温煅烧工艺制备(Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7粉末，所述高温煅烧工艺分为两个阶段：第一阶段，煅烧温度为200℃，升温速度为10℃·min-1，保温时间为2h；第二阶段，煅烧温度为1600℃，升温速为度4℃·min-1，保温时间为6h。
4）向步骤3）得到的(Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7粉末加入溶剂（体积比为15:1去离子水和正丁醇的混合溶液），使浆料具有一定的流动性，采用喷雾干燥造粒工艺（工艺参数为：出口温度110oC，进口温度250oC，转速18000r/min）对(Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7粉末进行团聚造粒，得到团聚体粉末，其中大部分粉末呈类球形，粒径为25～100μm。
5）以步骤4）得到的团聚体粉末为原料，采用中温煅烧工艺排出团聚体粉末中含有的有机物粘结剂，得到不含有机物的团聚体粉末；所述中温煅烧工艺分为两个阶段：第一阶段，煅烧温度为350℃，升温速度为2℃·min-1，保温时间为5h；第二阶段，煅烧温度为900℃，升温速度为6℃·min-1，保温时间为1h；
6）采用高温致密化工艺对步骤5）得到的团聚体粉末进行处理，具体工艺为送粉速率30g·min-1，功率60KW，最终得到满足粒径分布为10~100μm的 (Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7团聚体粉末，该粉末呈规则的球形，表面光滑致密，粒径为10~100μm，其衍射峰位置为30.1°，34.9°，50.2°和59.6°，未出现m相，形成了c/t相稀土锆酸盐材料，即所述稀土锆酸盐材料由t相和c相组成。
实施例6
本实施例与实施例3相比的区别在于，本实施例的Gd2O3、La2O3、Y2O3、ZrO2、CeO2的摩尔配比为3:1:6:15:5。其它步骤与实施例5相同；所制备的为20~100μm的 (Gd0.3La0.1Y0.6)2(Zr0.7Ce0.3)2O7团聚体粉末，该粉末呈规则的球形，表面光滑致密，粒径为10~100μm，其衍射峰位置为30.1°，34.9°，50.2°和59.6°，未出现m相，形成了c/t相稀土锆酸盐材料，即所述稀土锆酸盐材料由t相和c相组成。
将以上实施例1-6制备的多相稀土锆酸盐材料进行流动性和热导率测试，测试结果如下表1所示。
表1
从上表1的数据可以看出，本发明实施例1-6所制备的多相稀土锆酸盐材料的团聚体粉末粒径可控，具有较高的流动性，具有较好的热喷涂工艺适应性。且所述多相稀土锆酸盐材料的热导率较低，隔热性能较好，具有较大的应用潜力。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本发明中所述的数值范围包括此范围内所有的数值，并且包括此范围内任意两个数值组成的范围值。本发明所有实施例中出现的同一指标的不同数值，可以任意组合，组成范围值。
本发明权利要求和/或说明书中的技术特征可以进行组合，其组合方式不限于权利要求中通过引用关系得到的组合。通过权利要求和/或说明书中的技术特征进行组合得到的技术方案，也是本发明的保护范围。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (4)
1.一种多相稀土锆酸盐材料的制备方法，其特征在于，所述多相稀土锆酸盐材料具有以下化学组成：(Gd0.3La0.1Y0.6)2(ZrxCe1-x)2O7，其中，0.7≤x<0.9；所述多相稀土锆酸盐材料由t相和c相组成；所述多相稀土锆酸盐材料的制备是将氧化钆、氧化镧、氧化钇、氧化锆及氧化铈分别进行中温烘干，按照0.15: 0.05: 0.3: x: (1-x)的摩尔比混合，形成混合的稀土氧化物；所述中温烘干的温度为200~300℃；将混合的稀土氧化物中加入氧化锆烧结球球磨，经充分破碎、混合后形成混合粉末；将混合粉末进行高温煅烧，得到(Gd0.3La0.1Y0.6)2(ZrxCe1-x)2O7粉末；所述高温煅烧的操作参数具体包括：第一阶段，煅烧温度为150~250℃，升温速度为8~10℃·min-1，保温时间为1~3h；第二阶段，煅烧温度为1450~1600℃，升温速度为2~4℃·min-1，保温时间为6~10h；然后将得到的(Gd0.3La0.1Y0.6)2(ZrxCe1-x)2O7粉末中加入溶剂，进行团聚造粒，得到团聚体粉末；将得到的团聚体粉末进行中温煅烧以排出团聚体粉末中含有的有机物粘结剂，得到不含有机物的团聚体粉末；所述中温煅烧的操作参数具体包括：第一阶段，煅烧温度为100~350℃，升温速度为1~2℃·min-1，保温时间为3~6h；第二阶段，煅烧温度为800~1000℃，升温速度为4~6℃·min-1，保温时间为1~2h；表面处理，得到(Gd0.3La0.1Y0.6)2(ZrxCe1-x)2O7；将中温煅烧得到的团聚体粉末进行表面处理，得到(Gd0.3La0.1Y0.6)2(ZrxCe1-x)2O7团聚体粉末；所述多相稀土锆酸盐材料为团聚体粉末，呈球形，粒度范围为10~100μm。
2.如权利要求1所述的多相稀土锆酸盐材料的制备方法，其特征在于，所述球磨的稀土氧化物与氧化锆烧结球的质量比为1:5~1:3，旋转速度为400~800r·min-1，球磨时间为4h~8h。
3.如权利要求1所述的多相稀土锆酸盐材料的制备方法，其特征在于，所述溶剂为去离子水和正丁醇的混合溶液或去离子水和乙醇的混合溶液；所述团聚造粒采用喷雾干燥造粒。
4.如权利要求1所述的多相稀土锆酸盐材料的制备方法，其特征在于，所述表面处理为致密化处理；所述致密化处理为等离子球化处理或激光重熔处理。
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