鋯酸鑭

鋯酸鑭具有熱穩定性好，熱導率低，輻射阻抗高等優點，主要套用於高溫隔熱、耐高溫催化劑載體、高溫超導緩衝層以及固體電解質等領域。

基本介紹

• 中文名：鋯酸鑭
• 英文名：Lanthanum zirconiumoxide
• 化學式：La2Zr2O7
• 分子量：695.46
• CAS登錄號：12031-48-0

簡介

鋯酸鑭具有很好的高溫穩定性，2000℃依然保持結構穩定。97%的La₂Zr₂O₇熱導率為1.5~1.6W·m·K^-1 ，密度60.5g/cm³，熔點為2300℃，且具有良好的抗燒結能力和其他良好的高溫性能，納米增後初性能提高41%之多，是非常具有發展前景的TBC材料。

製備方法

鋯酸鑭粉體都是用各種方法製備，比較常用的傳統方法包括固相反應法、沉澱法、溶膠凝膠法、自蔓延燃燒法、水熱合成法等。

固相反應法需要燒結到1500℃上，保溫很長時間才能得到燒綠石結構的La₂Zr₂O₇，此法得到的粉末微觀混合不均勻，有成分偏析、微觀組織不均勻和團聚嚴重問題。

沉澱法由於反應溫度較低且實現成本低而較適合工業化生產，但在沉澱物的洗絡、過濾和乾燥的過程中易團聚，最終粉末顆粒偏大而不利於塗層的斷裂韌性。

溶膠凝膠生產周期長，成本高，產物粉末易團聚。

自蔓延燃燒法得到燒結活性大且晶型結構不十分完整的產物水熱合成法因長時間合成少量粉末而很少使用。這些合成方法都不適合鋯酸鑭投入到實際套用時使用。

溶膠凝膠－自蔓延燃燒法合成是20世紀90年代發展起來的納米材料低溫製備新方法，結合了溶膠凝膠法和低溫自蔓延燃燒合成法的優點，這種方法極大的提高了合成效率，降低了對苛刻反應條件的要求且能直接得到優質的納米陶瓷粉體，並且對微量組分控制精確，成本低廉且工藝簡單，顯示出良好的套用前景。

相關研究

鋯酸鑭超細纖維的製備

為了獲得直徑更加均勻、細小的鋯酸鑭纖維，以無水三氯化鑭和八水氧氯化鋯為原料，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）為助紡劑，採用溶膠－凝膠法製備紡絲溶液，經靜電紡絲技術製備出前驅體纖維，再分別經800、1 000以及1 200 ℃保溫8 h煅燒後獲得La₂Zr₂O₇超細纖維。利用DTA－TG、FTIR、XRD和SEM研究了鋯酸鑭纖維的形成過程。結果表明：

（1）未經煅燒的前驅體纖維粗細均勻，平均直徑為400 nm；

（2）當煅燒溫度為800 ℃時，開始形成螢石型鋯酸鑭纖維，纖維直徑變細，平均直徑為250 nm，纖維表面光滑；

（3）當煅燒溫度為1000 ℃時，纖維中殘餘有機基團消失，物相為燒綠石結構的鋯酸鑭，纖維表面開始變得不光滑，平均直徑為180 nm；

（4）當煅燒溫度提高到1200 ℃時，鋯酸鑭纖維開始彎曲、粘連，表面更加粗糙。