【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及稀土材料制備領域，更具體的說是涉及一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料及涂層制備方法。
技術介紹
1、噴涂材料，是用于熱噴涂技術使工件表面獲得所需涂層的材料。噴涂材料依組成結構可分為單組元噴涂材料、合金噴涂材料、復合型噴涂材料和混合型噴涂材料四類。
2、申請號為201310384218.7的專利文獻“低碳鋼表面鈦-氮-碳-鋁-氧納米陶瓷涂層及制備方法”，公開了一種納米陶瓷涂層，該納米陶瓷涂層構成如下：由鋼基材表面向外順序依次為氮化鈦層，碳化鈦層，氧化鈦層和氧化鋁層；所述納米陶瓷涂層總厚度8～12微米，其各單層符合如下特征：氮化鈦層厚度1～3微米，碳化鈦層厚度2.5～3微米，氧化鈦層厚度0.5～1微米，氧化鋁層厚度4～5微米。由此可知，該納米陶瓷涂層，是多層結構，每層有不同的納米材料構成，因此，對于基材的保護較為理想，有一定的耐腐性能和耐磨性能，但仍有不足。
3、申請號為201210476363.3的專利文獻“一種納米復合涂層”，公開了一種納米復合涂層，包括金屬基體和納米陶瓷涂層，在金屬基體與納米陶瓷涂層之間設有納米金屬打底層；所述納米陶瓷涂層的成分為氧化鋁和氧化鉻化合物；所述金屬打底層為鎳鉻；所述納米陶瓷涂層中氧化鋁成分重量比例為85％-95％，氧化鉻成分重量比例為5％-15％。由此可知，該納米復合涂層即是納米陶瓷層，是以氧化鋁為主要成分的陶瓷材料，性能還是以氧化鋁和氧化鉻性能為主，是傳統意義上的陶瓷材料，不同之處在于，涂層使用了納米技術，另外為增加金屬基體與納米陶瓷層之間的聯系，在兩層之間增加了納
4、上述現有技術中提供的噴涂材料流動性不好，球形度不高，因噴涂粉末成分不均勻造成涂層硬度和耐磨性不佳。因此，亟待提供一種新的熱噴涂粉末以提高該熱噴涂粉末形成的熱噴涂層的耐磨性。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料及涂層制備方法和應用。
2、為了實現上述目的，本專利技術采用如下技術方案：
3、一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料，包括：碳酸鑭鈰、碳酸釔、氧化鋁、羥乙基纖維素、十二烷基芐基氯化銨、正庚烷、去離子水、桃膠粉與氧化鋯。
4、優選的，所述碳酸鑭鈰、碳酸釔、氧化鋁、羥乙基纖維素、十二烷基芐基氯化銨、正庚烷、去離子水、桃膠粉與氧化鋯的質量比為：(0.01-5)：(8-20)：(0.1-5)：(0.1-3)：(0.01-0.5)：(1-3)：(150-250)：(0.05-3)：100。
5、本專利技術制備的稀土摻雜釔穩定氧化鋯噴涂材料球形度高，流動性好。由于稀土元素在涂層材料中應用，使噴涂涂層晶粒細化、凈化晶界組織、產生固溶強化的作用。羥乙基纖維素具有很好的分散作用，在砂磨機細磨時，可減少粉體團聚，降低研磨時間。桃膠粉作用是噴霧造粒過程中的粘結劑，有助于顆粒之間的均勻團聚，同時磨粉過程中加入的羥乙基纖維素有成膜作用，可提高噴霧造粒過程中粉體的球形度。磨粉過程中，因為粉體細化后粘度增加，會出現很多氣泡，影響磨粉過程，正庚烷的加入可以起到消泡作用。本專利技術制備成本低，粒度可控，流動性好，獲得的涂層硬度高，耐磨性能好。
6、本專利技術的另一個目的在于提供一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料涂層的制備方法，包括以下步驟：
7、(1)按上述稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料中比例稱量各成分，并將碳酸鑭鈰、碳酸釔、氧化鋯、氧化鋁、羥乙基纖維素、十二烷基二甲基芐基氯化銨、正庚烷以及部分去離子水配制成漿液，常溫下在砂磨機中循環細磨，獲得混合漿料；
8、(2)在剩余去離子水中加入桃膠粉，經混合加熱保溫后得到桃膠粉溶膠，將得到的混合漿料加入桃膠粉溶膠常溫攪拌，進行噴霧造粒，獲得前驅體粉體；將得到的前驅體粉體進行高溫煅燒，獲得球形噴涂粉，即所述稀土摻雜氧化鋁鈦噴涂材料；
9、(3)采用等離子噴涂工藝，噴涂功率為15-32kw，電壓為40-55v，電流為360-560a，氬氣氣流量為25-45l/min，送粉速率為40-60g/min，噴涂距離為10-25cm，涂層厚度是80-150μm。
10、優選的，步驟(1)中循環細磨過程分為兩步，首先用粒徑為0.3mm鋯珠細磨30-40min，砂磨機轉速為1500-2000r/min，再選用粒徑為0.1mm鋯珠細磨60-90min，砂磨機轉速為2000-2500r/min。
11、優選的，所述砂磨機的轉速為2000-2500r/min，砂磨機中鋯珠與混合漿料中氧化鋯質量比為(1-3):1。
12、本專利技術噴霧造粒前對原料的充分細磨，會在后續的燒結及噴涂過程，使各個物料充分發生固相反應，對涂層產生彌散強化作用，提高涂層硬度及耐磨性能。
13、優選的，步驟(2)中，桃膠粉與剩余去離子水的質量比為1:(3.5-5)；加熱保溫為在90℃下保溫3-6h。
14、桃膠粉適量加入對微納米氧化物顆粒團聚起到至關重要的作用，有利于顆粒之間的粘結，噴霧造粒時更容易獲得球形顆粒。
15、優選的，所述噴霧造粒的參數為：進風溫度為120-200℃，出風溫度為60-130℃，進料速度為30-45ml/min，轉速為9000r/min-18000r/min。
16、采用上述參數可對造粒粉體的粒度范圍進行準確控制。
17、優選的，所述煅燒為在1300℃下煅燒3h。可使造粒粉體中的有機物充分分解揮發，同時使造粒粉體中的鑭鈰、釔、鋯發生固溶反應。
18、優選的，稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料的中位粒徑d50為35-75μm。能夠使噴涂粉體流暢均勻的通過等離子噴涂送粉器，保證涂層質量均勻一致。
19、本專利技術還有一個目的在于提供上述的稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料涂層的制備方法制得的稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料涂層在電子陶瓷、刀具、燃氣噴嘴中的應用。
20、經由上述的技術方案可知，與現有技術相比，本專利技術具有如下有益效果：
21、本專利技術與原有的氧化釔鋯噴涂粉體相比，采用碳酸鑭鈰及氧化鋁對氧化釔鋯進行改性，提高其噴涂粉體耐磨性的同時，可改變原有白色涂層。在汽車大軸、機械傳動軸等與潤滑油接觸的場景方面具有應用前景。
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1.一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料，其特征在于，包括：碳酸鑭鈰、碳酸釔、氧化鋁、羥乙基纖維素、十二烷基芐基氯化銨、正庚烷、去離子水、桃膠粉與氧化鋯。
2.根據權利要求1所述的一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料，其特征在于，所述碳酸鑭鈰、碳酸釔、氧化鋁、羥乙基纖維素、十二烷基芐基氯化銨、正庚烷、去離子水、桃膠粉與氧化鋯的質量比為：(0.01-5)：(8-20)：(0.1-5)：(0.1-3)：(0.01-0.5)：(1-3)：(150-250)：(0.05-3)：100。
3.一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料涂層的制備方法，其特征在于，步驟(1)中循環細磨過程分為兩步，首先用粒徑為0.3mm鋯珠細磨30-40min，砂磨機轉速為1500-2000r/min，再選用粒徑為0.1mm鋯珠細磨60-90min，砂磨機轉速為2000-2500r/min。
5.根據權利要求3所述的一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料涂層的制備方法，其特征在于，砂磨機中鋯珠與混合漿料中氧
6.根據權利要求3所述的一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料涂層的制備方法，其特征在于，所述噴霧造粒的參數為：進風溫度為120-200℃，出風溫度為60-130℃，進料速度為30-45ml/min，轉速為9000r/min-18000r/min。
7.根據權利要求3所述的一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料涂層的制備方法，其特征在于，步驟(2)中桃膠粉與剩余去離子水的質量比為1:(3.5-5)；加熱保溫為在90℃下保溫3-6h。
8.根據權利要求3所述的一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料涂層的制備方法，其特征在于，所述煅燒為在1300℃下煅燒3h。
9.根據權利要求3所述的一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料涂層的制備方法，其特征在于，稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料的中位粒徑D50為35-75μm。
10.如權利要求3-9任一項所述的稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料涂層的制備方法制得的稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料涂層在電子陶瓷、刀具、燃氣噴嘴以及在在汽車大軸、機械傳動軸與潤滑油接觸的場景方面中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料，其特征在于，包括：碳酸鑭鈰、碳酸釔、氧化鋁、羥乙基纖維素、十二烷基芐基氯化銨、正庚烷、去離子水、桃膠粉與氧化鋯。
2.根據權利要求1所述的一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料，其特征在于，所述碳酸鑭鈰、碳酸釔、氧化鋁、羥乙基纖維素、十二烷基芐基氯化銨、正庚烷、去離子水、桃膠粉與氧化鋯的質量比為：(0.01-5)：(8-20)：(0.1-5)：(0.1-3)：(0.01-0.5)：(1-3)：(150-250)：(0.05-3)：100。
3.一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料涂層的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料涂層的制備方法，其特征在于，步驟(1)中循環細磨過程分為兩步，首先用粒徑為0.3mm鋯珠細磨30-40min，砂磨機轉速為1500-2000r/min，再選用粒徑為0.1mm鋯珠細磨60-90min，砂磨機轉速為2000-2500r/min。
5.根據權利要求3所述的一種稀土摻雜氧化釔鋯噴涂材料涂層的制備方法，其特征在于，砂磨機中...
【專利技術屬性】
技術研發人員：趙永志，李志強，姚麗娜，魯飛，張帥，辛博，閆宏偉，安東妮，班之川，杜晉文，
申請(專利權)人：包頭稀土研究院，
類型：發明
國別省市：
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