熱障涂層可用于超高溫合金的防護，以提高其服役溫度和延長使用壽命
但是，對用于制造高質量熱障涂層材料性能的要求，較為苛刻
例如，這類材料須具有良好的抗燒結性、較低的熱導率、良好的熱穩定性和匹配的熱膨脹系數[1,2]
目前用于制造熱障涂層最典型的材料是8YSZ，其主要缺點是長期在高于1200℃的溫度下服役會發生相變和燒結而失效[3~5]
近年來，科研人員嘗試研制了很多新熱障涂層材料
稀土鋯酸鹽具有獨特的熱物性能，是較有潛力的新型熱障涂層材料
但是，這個體系的材料有明顯的不足，須要對其進行摻雜改性
Xu等[6]制備的La2(Zr0.7Ce0.3)2O7材料，具有比La2Zr2O7更好的抗燒結性和更低的熱導率
Zhang等[7]合成了Sm2(Zr0.7Ce0.3)2O7材料，對其熱物性質進行了與Sm2Zr2O7材料的對比研究
本文作者用水熱合成法和溶膠凝膠法制備了La2(Zr0.7Ce0.3)2O7納米材料，并對其熱物性能進行了詳細研究[8,9]
材料的性質與摻雜離子的半徑密切相關
摻雜不同的元素使材料聲子的平均自由程發生變化，最終影響其熱物性能[10]
本文用水熱合成法制備Ln2(Zr0.7Ce0.3)2O7 (Ln=La, Nd, Sm, Gd)體系納米材料，對比研究其熱物性能并探索其變化規律及其機理
1 實驗方法1.1 熱障涂層材料的制備
熱障涂層材料的前驅體為稀土氧化物 (Ln2O3，Ln=La, Nd, Sm, Gd)、ZrOCl2·8H2O和Ce(NO3)3·6H2O，試劑為濃硝酸(HNO3)、十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)和氫氧化鈉(NaOH)
將稀土氧化物在加熱條件下溶于濃硝酸，制得稀土硝酸鹽最終調配成0.1 mol/L的Ln(NO3)3·6H2O溶液
按照Ln2(Zr0.7Ce0.3)2O7化學式所示的配比，將0.1 mol/L的ZrOCl2·8H2O、Ln(NO3)3·6H2O溶液和硝酸鹽溶液混合，將十六烷基三甲基溴化銨(2%，質量分數)加入上述溶液后攪拌20 min，然后用2 mol/L的氫氧化鈉將溶液的pH值調節到9，持續攪拌10 min后將所得溶液移至溫度為200℃的水熱釜中熱處理24 h
將所得沉淀物用去離子水和無水乙醇充分洗滌后置于80℃烘箱中干燥12 h得到熱障涂層材料Ln2(Zr0.7Ce0.3)2O7 (Ln=La, Nd
聲明：
“納米熱障涂層材料Ln2(Zr0.7Ce0.3)2O7(Ln=La, Nd, Sm, Gd)的熱物性能” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究，如用于商業用途，請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)
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編輯：中冶有色網
來源：王月,付博研,陳雙龍,鄒兵林,王春杰
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2025年07月09日 ~ 11日 
