氧化稳定氧化锆多孔陶瓷的制备与性能胡良发汪长安孙陈诚”鲁胜’胡子君2（1清华大学材料科学与工程系，新型陶瓷及精细工艺国家重点实验室，北京100084）（2航天材料及工艺研究所先进功能复合材料技术国防科技重点实验室，北京100076）
文摘以叔丁醇为溶剂，采用凝胶注模成型方法，制备出防/隔热的摩尔分数为8%Y,O，-ZrO,（8YSZ）多孔陶瓷。在浆料中初始固相含量固定为10%体积分数的基础上，研究了烧结温度对8YSZ陶瓷材料的气孔率、开气孔率、孔径尺寸分布及显微结构的影响，分析了压缩强度、热导率与结构之间的关系。通过改变烧结温度，所制备的8YSZ多孔陶瓷的气孔率为65%~74%，孔隙分布均匀，平均孔径为0.68~1.82μm，压缩强度为 7.92~13.15MPa，室温热导率[最低可达0.053W/(m·K)]，比相应的致密陶瓷[~2.2W/(m·K)]低一个数量级，且随着气孔率的增加而降低。
关键词凝胶注模成型，ZrOz，多孔陶瓷，气孔率，压缩强度，热导率
Fabrication andProperties of Porous Yttria-Stabilized Zirconia Ceramics
HuLiangfa'
Wang Changan'
SunChencheng?
LuShengHuZijun
(1State Key Lab. of New Ceramics and Fine Processing, Department of Materials Science and Engineering,
Tsinghua University, Beijing 100084)
(2National Key Laboratory of Advanced Functional Composite Materials, Aerospace Research Institute of Materials &
Processing Technology, Beijing 100076)
Abstract Porous yttria-stabilized zirconia (8 mol% Y,O, ZrO2, 8YSZ) ceramics was fabricated by tert-butyl alcohol (TBA)-based gel-casting process, At a fixed solid loading of 10 vol% of the initial slurry, the influence of sintering temperature on the porosity, open porosity, pore size distribution and microstructure was discussed. The re-see cussed. Porous 8YSZ ceramics with high porosity ranging from 65% to 74% was fabricated by adjusting sintering tem-perature. A uniform pore size distribution was observed, and the mean pore size ranged from 0.68 to 1.82 μm. The compressive strengths of porous 8YSZ ceramics were between 7.92 and 13.15 MPa. The thermal conductivity of porous 8YSZ ceramics at room temperature(as low as 0.053 W/m·K)was one order of magnitude lower than that of dense 8YSZ ceramics (~2.2 W/m·K), and decreased with increasing sintering temperature.
Key wordsGel-casting,ZrO,,Porous ceramics,Porosity,Compressive strength,Themal conductivity
1引
航天飞行器和工程结构材料（如涡轮机叶片、喷气式引擎等)在恶劣的环境中需要特殊的材料给予保护[1-4]。这些保护层材料不仅要使被保护材料不受腐蚀、磨损和冲蚀，还要起到隔热的作用。尤其是当这些保护层材料在作为防热结构时，要承受极端的高温、高压和热循环的环境。目前，保护层主要用到的材料有：AlO,、TiOz、CaO/MgO+ZrOz、氧化亿稳定氧化铬（YSZ）、CeO，+YSZ、ZrO2、La,Zr,O,、莫来石
收稿目期：2009-09-20
等[4]。其中，YSZ陶瓷材料因具有熔点高、硬度高、抗热震稳定性好、密度低、热导率低、线胀系数接近金属材料、强度和韧性高、耐化学腐蚀等优点而被广泛使用。
将氧化锆基材料制成多孔陶瓷可进一步降低热导率，减小密度。同时，多孔陶瓷中的孔结构还可以缓解热膨胀不匹配造成的应力。氧化错多孔陶瓷的制备方法主要有颗粒堆积法[5]和造孔剂法["]。以叔丁醇为溶剂的凝胶注模成型工艺是近年来提出的制
基金项目：国家自然科学基金项目（90816019）；863计划（2007AA03Z435）;973计划（2006CB605207-2）作者简介：胡良发，1986年出生，硕士研究生，主要从事多孔陶瓷的研究。E-mail；huliangfa@gmail.com
htp://www.yhelgy.com字航材料工艺2010年第2期
万方数据
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