熱障涂層可用于超高溫合金的防護(hù)，以提高其服役溫度和延長(zhǎng)使用壽命 但是，對(duì)用于制造高質(zhì)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(jié)性、較低的熱導(dǎo)率、良好的熱穩(wěn)定性和匹配的熱膨脹系數(shù)[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(diǎn)是長(zhǎng)期在高于1200℃的溫度下服役會(huì)發(fā)生相變和燒結(jié)而失效[3~5] 近年來(lái)，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(dú)特的熱物性能，是較有潛力的新型熱障涂層材料 但是，這個(gè)體系的材料有明顯的不足，須要對(duì)其進(jìn)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(jié)性和更低的熱導(dǎo)率 Zhang等[7]合成了Sm2(Zr0.7Ce0.3)2O7材料，對(duì)其熱物性質(zhì)進(jìn)行了與Sm2Zr2O7材料的對(duì)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(duì)其熱物性能進(jìn)行了詳細(xì)研究[8,9] 材料的性質(zhì)與摻雜離子的半徑密切相關(guān) 摻雜不同的元素使材料聲子的平均自由程發(fā)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(duì)比研究其熱物性能并探索其變化規(guī)律及其機(jī)理 1 實(shí)驗(yàn)方法1.1 熱障涂層材料的制備 熱障涂層材料的前驅(qū)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(diào)配成0.1 mol/L的Ln(NO3)3·6H2O溶液 按照Ln2(Zr0.7Ce0.3)2O7化學(xué)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(zhì)量分?jǐn)?shù))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(diào)節(jié)到9，持續(xù)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(wú)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