高分散氧化钇稳定纳米氧化锆粉体的制备

发布时间：2021-06-03 22:22

　　针对现有工艺生产氧化锆产品操作环境差的问题,以碱式碳酸锆为锆源、六水合硝酸钇为钇源、聚乙二醇为分散剂,采用溶胶-凝胶法制备氧化钇稳定纳米氧化锆粉体,并通过XRD及SEM对其晶型结构及表面形貌等性能进行表征。结果表明,在最佳工艺条件下制得的钇稳定纳米氧化锆产品表面颗粒大小分布均匀,颗粒界限清晰,分散性较好,且产品主要以单斜相与四方相混晶结构存在。 

【文章来源】：黑龙江科技大学学报. 2020,30(01)

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

不同乙酸加入量条件下制备的氧化钇稳定纳米氧化锆的XRD图谱

由图1XRD结果可以看出，乙酸的加入量对产品的晶型结果无明显影响，产品晶型均为四方相(t)与单斜相(m)的混晶结构，其特征衍射峰型较窄，晶粒尺寸较大，衍射峰强度强，结晶度良好。由图2可以看出，以碱式碳酸锆为锆源，不同乙酸加入量条件下制得的产品表面颗粒大小分布较均匀，颗粒尺寸为90～200 nm，颗粒界面较清晰，为类球形颗粒，硬烧结颗粒较少。同时，当乙酸加入量为90%时表面颗粒排列整齐，但孔隙率较低，分散性稍差;当乙酸加入量为40%时表面颗粒的孔隙率大，但颗粒大小分布较不均匀;当乙酸加入量为60%时表面颗粒大小分布较均匀，分散性较好，且乙酸加入量较小时制备成本较低，故采用溶胶-凝胶法制备钇稳定纳米氧化锆产品的最佳乙酸加入量为60%。

由图3可以看出，反应时加入不同分散剂制得的产品的晶型结构为单斜相与四方相的混晶结构。对比分散剂为聚乙二醇(PEG加入量:质量分数为0.5%)的产品，当分散剂为十六烷基三甲基溴化铵，其加入量(质量分数)为0.1%或1.0%时，制得的产品的单斜相衍射峰较强，产品中的单斜相占比相对较大，故以聚乙二醇为分散剂对钇稳定纳米氧化锆产品的制备更有利。由图4可知，对比未加分散剂制得的产品，加入分散剂制得的产品表面颗粒大小分布均匀，且孔洞结构较多，分散性较好，所以分散剂的加入可有效改善其分散性。对比加入分散剂得到的产品，当分散剂为CTMAB，其加入量为0.1%(质量分数)时产品表面分散性稍差;CTMAB加入量为1.0%(质量分数)时与PEG加入量为0.5%(质量分数)时制得的产品表面颗粒均为类球型，颗粒大小分布均匀，且颗粒界面较清晰，但PEG为分散剂时孔洞结构较多，分散性较好。结合XRD分析结果可知，采用溶胶-凝胶法制备钇稳定纳米氧化锆产品的以聚乙二醇为分散剂较佳。

【参考文献】：
期刊论文
[1]Composite ceramics thermal barrier coatings of yttria stabilized zirconia for aero-engines[J]. Qiaomu Liu,Shunzhou Huang,Aijie He.  Journal of Materials Science & Technology. 2019(12)



本文编号：3211361