一种温度敏感型Y2SiO5:Eu智能热障涂层的制备方法及其应用与流程

文档序号:11840494阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种温度敏感型Y2SiO5:Eu智能热障涂层的制备方法,其特征在于,该方法采用以下步骤:

(1)将纳米氧化钇粉体和微米二氧化硅粉体按照摩尔比1~10∶1~10混合,再向其中加入纳米氧化铕粉体,加入量为0.1wt%-2.0wt%,同时加入1mol%-8mol%的LiYO2粉体作为烧结助剂,然后以异丙醇为球磨介质,采用行星球磨后在30-50℃烘箱中干燥1-4h得到均匀的反应前驱体混合物;

(2)将反应前驱体混合物放入1200-1500℃高温炉中烧结保温1-4h,控制升温速率和降温速率为2-8℃/min,将得到的陶瓷粉末再次以异丙醇为球磨介质,经过行星球磨后即可得到陶瓷骨料粉Y2SiO5:Eu粉体;

(3)将陶瓷骨料粉Y2SiO5:Eu分散于1-甲基吡咯烷酮溶剂中,采用磁力搅拌5-20min,再向其中加入0.1-8wt%聚乙烯醇作为分散剂,继续磁力搅拌5-20min,然后采用细胞超声粉碎机超声震荡10-40min得到均匀的悬浮液,同时加入5-15wt%混合粘结剂,机械搅拌6-36h,调节搅拌转速为200-500r/min,采用30-70℃恒温油浴加热,确保粘结剂在悬浮液中充分溶解混合;

(4)将上述配置好的料浆放入真空干燥器中抽真空排除料浆中的空气,然后进行L-S相转化制备,得到的多孔微球前驱体静置、过滤后自然晾干,然后放入800-1200℃高温炉中烧结保温1-4h,得到喷涂Y2SiO5:Eu微球;

(5)取出步骤(4)中的Y2SiO5:Eu微球,在带有NiCoCrAlY粘结层的Hastelloy-X合金试样表面采用超音速等离子喷涂形成厚度为3-50μm的荧光层,再按照相同的喷涂工艺在荧光层的表面喷涂Y2SiO5涂层,即得到温度敏感型Y2SiO5:Eu智能热障涂层。

2.根据权利要求1所述的一种温度敏感型Y2SiO5:Eu智能热障涂层的制备方法,其特征在于,步骤(1)中所述的纳米氧化钇粉体的粒径为100-300nm,所述的微米二氧化硅粉体的粒径为10-30μm,所述的纳米氧化铕粉体的粒径为100-300nm,行星球磨的转速为100-400r/min,时间为1-5h。

3.根据权利要求1所述的一种温度敏感型Y2SiO5:Eu智能热障涂层的制备方法,其特征在于,步骤(2)中所述的陶瓷骨料粉Y2SiO5:Eu粉体的粒径为0.5-1μm。

4.根据权利要求1所述的一种温度敏感型Y2SiO5:Eu智能热障涂层的制备方法,其特征在于,步骤(3)中所述的悬浮液中陶瓷骨料粉料与1-甲基吡咯烷酮的质量比为2~8∶5~10,所述的混合粘结剂由聚乙二醇10000和聚醚砜树脂按质量比为1~5∶5~15混合得到。

5.根据权利要求1所述的一种温度敏感型Y2SiO5:Eu智能热障涂层的制备方法,其特征在于,步骤(4)进行L-S相转化制备Y2SiO5:Eu微球,控制料浆的注射速率为1.0-3.0mL/min,电源电压为10-25kV。

6.根据权利要求1所述的一种温度敏感型Y2SiO5:Eu智能热障涂层的制备方法,其特征在于,步骤(4)高温炉烧结时控制升温速率和降温速率均为2-6℃/min,制备得到粒径为30-125μm的喷涂Y2SiO5:Eu微球。

7.根据权利要求1所述的一种温度敏感型Y2SiO5:Eu智能热障涂层的制备方法,其特征在于,步骤(5)中进行喷涂时,控制电流为350-600A,电压为100-220V,氩气流量为80-150L/min,氢气流量为8-20L/min,送粉器流量为2-10g/min,喷枪移动的速率为500-1000mm/s,喷涂距离为8-12mm,基体预热温度为300-700℃,喷涂次数为1-10次,喷涂结束后自然冷却到室温。

8.根据权利要求1所述的一种温度敏感型Y2SiO5:Eu智能热障涂层的制备方法,其特征在于,步骤(5)得到的荧光层和Y2SiO5涂层总的厚度为200-400μm。

9.如权利要求1所述的温度敏感型Y2SiO5:Eu智能热障涂层的应用,其特征在于,该智能热障涂层应用于温度测量,将带有荧光层的涂层试样放在管式炉中加热至25~1200℃,然后控制光源信号发射器功率为8-15W,以波长为200-400nm的紫外光照射样品,涂层试样受激发后的辐射光被放置在样品旁的光纤捕捉,通过光电倍增管作为接收器并且结合电阻箱调节将光信号转变为电信号,传递至示波器进行分析读数获取不同温度条件下的荧光半衰期,确定温度与Y2SiO5:Eu涂层荧光信号半衰期的关系,后期通过获取荧光半衰期进而获得涂层中的温度。

10.根据权利要求9所述的一种温度敏感型Y2SiO5:Eu智能热障涂层的应用,其特征在于,所述的光源信号发射器前装有对应200-400nm波长的滤镜,光电倍增管和电阻箱前设有610nm波长的滤镜。

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