稀土六鋁酸鹽熱障涂層材料的制備及其熱物理性能研究.pdf

1、本文選用Al(NO3)3·9H2O、Mg(NO3)2·6H2O和稀土氧化物L(fēng)a2O3、Nd2O3、Dy2O3、Yb2O3粉體為原材料，采用化學(xué)共沉淀法制備出不同組成的La1-xLnxMgAl11O19(Ln=Nd,Dy,Yb)前驅(qū)體粉末。采用無壓燒結(jié)工藝制備出致密的La1-xLnxMgAl11O19(Ln=Nd, Dy)和LaMgAl11O19-Yb3Al5O12陶瓷塊體材料。采用X射線衍射儀(XRD)、掃描電鏡(SEM)、激光熱導(dǎo)儀和

2、高溫?zé)崤蛎泝x等對材料的組織結(jié)構(gòu)、熱擴(kuò)散系數(shù)和熱膨脹系數(shù)等進(jìn)行了研究。
　　通過對化學(xué)共沉淀法制備的LaMgAl11O19粉末前驅(qū)體進(jìn)行TG-DTA測試，確定粉體的最佳煅燒工藝參數(shù)為：煅燒溫度1500oC和保溫時間2h。粉體前驅(qū)體在煅燒過程中首先形成LaAlO3相；隨著溫度的升高，結(jié)晶度增加，逐漸出現(xiàn)LaMgAl11O19(LHA)相；當(dāng)溫度達(dá)到1500oC時，LaAlO3相消失，最后剩下LHA單相。
　　采用化學(xué)共沉淀法合成

3、的La1-xLnxMgAl11O19前驅(qū)體粉末，經(jīng)低溫?zé)崽幚怼⒗涞褥o壓成型后在1700oC下無壓燒結(jié)10h，制備出不同組成的致密塊體材料。La1-xNdxMgAl11O19和La1-xDyxMgAl11O19陶瓷為單一磁鉛石相，摻入的Nd3+或Dy3+分別占據(jù)晶體結(jié)構(gòu)中La3+的位置，形成置換型固溶體。而添加Yb3+的前驅(qū)體粉末在同樣燒結(jié)工藝參數(shù)下未能實現(xiàn)向LHA相中摻雜Yb3+，燒結(jié)材料由磁鉛石相和立方相Yb3Al5O12組成。

4、>　　La1-xLnxMgAl11O19(Ln=Nd, Dy)陶瓷的熱擴(kuò)散系數(shù)隨溫度的升高而下降，當(dāng)溫度達(dá)到800oC后，熱擴(kuò)散系數(shù)基本保持不變。在相同溫度條件下，La1-xNdxMgAl11O19和La1-xDyxMgAl11O19陶瓷的熱擴(kuò)散系數(shù)隨摻入稀土元素含量的增加而降低。而在相同溫度條件下，LaMgAl11O19-Yb3Al5O12復(fù)相材料的熱擴(kuò)散系數(shù)隨著Yb3+添加量的增加而增大。
　　La1-xNdxMgAl11O1

5、9和La1-xDyxMgAl11O19陶瓷的熱導(dǎo)率從室溫至1200oC范圍內(nèi)分別在2.59~3.88W·m-1·K-1和1.84~3.88W·m-1·K-1之間，且隨摻入Nd3+或Dy3+含量的增加而降低； LaMgAl11O19-Yb3Al5O12復(fù)相材料的熱導(dǎo)率在2.58~3.88W·m-1·K-1之間，隨著添加Yb3+含量的增大而增大。
　　La1-xLnxMgAl11O19(Ln=Nd, Dy)陶瓷的熱膨脹系數(shù)隨著溫度的升