D0:10.13374.i.1ssn1001053x.1936.02.007 第18卷第2期 北京科技大学学报 Vol.18 No.2 19964 Journal of University of Science and Technology Beijing Apr.1996 溶胶制备工艺对ZrO2-Y,O3 涂层性能的影响 吕反修》许庆芳》宋铂”佟玉梅》喻中清 1)北京科技大学材料系，北京100832)北京干部管理学院 摘要用无机金属盐水解及有机醇盐中间体合成两种不同的工艺路线制备了ZO,-Y,O,复合 Sol溶胶)，对比了通过Dip-Coating的方法在GH220 MCrAlX基体土形成致密ZrO2-Y,O,陶瓷 涂层的能力，以及涂层在1000℃的静态抗氧化性能.结果表明，金属有机醇盐工艺制备的 ZrO,-Y,O,陶瓷涂层具有极其优越的高温静态抗氧化性能.无机金属盐水解所制备的ZO2 一YO涂层抗氧化能力明显低于金属有机醇盐工艺.可能的原因是残留在涂层内的微量酸根离子 使氧化和腐蚀过程加剧。 关键词Sol-G(溶胶-凝胶，ZO2-Y,O:陶瓷涂层，高温抗氧化性能 中图分类号TG174.453 Sol一Gl(溶胶-凝胶)方法制备的陶瓷氧化物具有混合均匀、超微颗粒、化学计量准 确、烧结温度低等优点，近年来这种方法在制备功能薄膜、超细陶瓷氧化物等方面得到了广泛 的应用，但在制备高温抗氧化涂层的研究尚不多见.作者曾成功地采用有机金属醇盐合成的 方法制备ZrO2-Y,O,复合Sol,在GH220高温合金和GH220 MCrAIX多元合金涂层基体上获 得了具有良好高温抗氧化能力的ZO2-YO陶瓷涂层”，但由于国内至今仍无商品金属有机醇 盐供应，无法推广应用.本文分别用无机金属盐水解及有机醇盐合成两种不同的方法制备了 ZrO,-YO,复合Sol,研究对比了通过Dip-Coating的方法在GH220 MCrAlX基体上形成致 密ZO,一Y,O,陶瓷涂层的能力，以及涂层在1000℃的静态抗氧化性能，以探索是否可能存 在替代金属有机醇盐的工艺路线. 1实验方法 本研究使用ZOC1,ZC4,Y,O,金属钇，吡啶、乙醇，异丙醇等原材料分别以无机 金属盐水解和金属有机醇盐合成两种方法制备ZO,一Y,O,复合SoL.无机盐水解工艺以市售 工业纯ZOC,Y,O,为原料水解，按一定比例混合、纯化、浓缩而得到所需的ZO-Y,O 复合Sol.有机醇盐合成工艺则通过生成中间体或直接合成的方法可获得Z(CH,O),及Y(OC, H)有机醇盐，将上述有机醇盐按一定比例混合后，水解即可得ZO2一YO,复合Sol. 采用Dip-Coating方法在GH220 MCrAIX (M=Ni,Co,Fe;X=Y,Ta,Hf.)基体 上制备ZO2一Y2O,复合陶瓷涂层. 1995-10-13收稿第一作者男52岁教授第 18 卷 第 2期 北 京 科 技 大 学 学 报 1洲1巧 年 4月 Jo nrti a l o f U n ive rs ity o f s白ne ce a n d Te hc n o l o g y Be 劝ngl V d . 18 N 0 . 2 AP r . l竺翅场 溶胶制备工 艺对 Z r O : 一 Y ZO 3 涂层性能 的影 响 吕 反 修 ` ) 许 庆 芳 ’ ) 宋 铂 ’ ) 咚 玉 梅 ’ ) 喻 中 清 2) )l 北 京科技大学材料 系 , 北 京 lX( 们83 2) 北 京干部 管理 学院 摘要 用无 机金属盐 水解 及有机醇盐 中间体合成两种不 同的工 艺路线 制 备了 乙O 、 一 戈 0 3复合 olS ( 溶胶 ) , 对 比了 通 过 D IP 一 ( b a t i n g 的方法 在 G H 221)M/ C r A IX 基 体上 形成 致密 乙0 2 一 从O , 陶瓷 涂 层 的能 力 , 以 及 涂 层 在 1 〕 I )℃ 的 静 态 抗 氧 化性 能 . 结 果 表 明 , 金 属 有 机 醇盐 工 艺 制 备 的 rZ q 一 又q 陶瓷涂 层 具有 极 其 优 越 的 高 温 静 态 抗 氧化 性 能 . 无机金 属 盐水 解 所 制 备 的 z 心 2 一 Y ZO 3涂层抗 氧化能力明显低于金属 有机醇盐工 艺 . 可能 的原 因是残 留在 涂层 内的微 量酸根离子 使氧化和 腐蚀过程加剧 . 关键词 S d 一 a l( 溶胶 一 凝胶 ) , Z 心 2 一 又0 3 陶瓷涂层 , 高温 抗氧化性能 中图分类号 T G 1 74 . 45 3 S of 一 〔记】( 溶 胶 一 凝胶 ) 方 法 制 备 的陶瓷 氧化物具 有混合 均匀 、 超 微 颗粒 、 化 学 计量 准 确 、 烧 结温度 低等优点 , 近年来这种方法在制备功能薄膜 、 超细陶瓷氧化物等方 面得 到了 广泛 的应用 , 但 在制 备高温抗 氧化 涂层 的研究 尚不 多见 . 作者 曾成功地 采 用有 机金属 醇盐 合成 的 方 法制备 rZ O Z 一 Y 户 3复合 5 01 , 在 G H 2 20 高温合金 和 C H 2 20 阿C r月X 多元合金涂 层 基体上获 得 了具有 良好 高温抗 氧化能 力的 Z 心 2一 Y 刀 : 陶 瓷涂层: ’ } , 但 由于国内至 今仍无商品金属有机醇 盐供应 , 无法 推广应 用 . 本 文 分 别 用 无 机金 属盐水解及有机 醇盐合成 两种不 同的方法制备了 Z fO Z一 Y ZO : 复合 5 01 , 研 究对 比 了通 过 D ip 一 oC at in g 的方 法在 G H 2 20 阿C r A! X 基 体上 形成致 密 2 10 2 一 又 0 3 陶 瓷涂层 的能 力 , 以 及涂 层在 l 仪洲〕 ℃ 的静态抗氧化性能 , 以 探索是否 可能存 在 替代金 属 有机 醇盐 的工艺路 线 . 1 实验方 法 本研究 使用 Z 代x 二1 2 , Z心 。 , 又 0 3 , 金 属忆 , 毗 喧 , 乙 醇 , 异丙 醇等原 材料 分别 以 无机 金属 盐水 解和金 属有 机醇 盐合 成两种 方法 制备 2 10 2 一 又 0 3复 合 5 01 . 无机盐 水解工 艺 以 市售 工 业纯 z 闺C Z , 又 0 3 为原料 水解 , 按 一 定 比 例混 合 、 纯化 、 浓缩 而得到 所需 的 Z d〕 2 一 戈 0 3 复合 5 01 . 有机醇 盐合 成工 艺则通 过生 成 中间体 或直接 合成 的方 法 可 获 得 Z (r C 尹户) 4 及 Y (O C 3 H伪有 机醇盐 , 将 上述有 机 醇盐按 一定 比例混 合后 , 水解 即可得 Z Or Z一 Y 卫 0 3 复合 5 01 . 采 用 D IP 一 C o a it n g 方 法 在 G H 2 2 0何C r AI X (M = iN , 助 , eF ; X = Y , T a , H .f ) 基 体 上制 备 Z 心 2 一 又 0 3 复合 陶瓷 涂层 . 1卯 5 一 10 一 13 收 稿 第一 作者 男 52 岁 教 授 DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1996. 02. 007