ZrO2隔离层对铝酸镧基高发射率涂层物相组成和显微结构的影响

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2022.04.009

耐火材料 ›› 2022, Vol. 56 ›› Issue (4): 315-319.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2022.04.009

ZrO₂隔离层对铝酸镧基高发射率涂层物相组成和显微结构的影响

张一帆, 王刚, 王曲, 张琪, 王来稳, 黄振武, 张雷

中钢集团洛阳耐火材料研究院有限公司先进耐火材料国家重点实验室河南洛阳 471039

收稿日期:2021-11-16 出版日期:2022-08-15 发布日期:2022-11-09
作者简介:张一帆:女,1994年生,硕士研究生。E-mail:lirrzyf@126.com
基金资助:
NSFC-河南联合基金资助项目(U1904217);中原科技创新领军人才项目(224200510006)。

Effect of ZrO₂ isolation layer on phase composition and microstructure of lanthanum aluminate high emissivity coating

Zhang Yifan, Wang Gang, Wang Qu, Zhang Qi, Wang Laiwen, Huang Zhenwu, Zhang Lei

State Key Laboratory of Advanced Refractories,Sinosteel Luoyang Institute of Refractories Research Co.,Ltd.,Luoyang 471039,Henan,China

Received:2021-11-16 Online:2022-08-15 Published:2022-11-09

摘要/Abstract

摘要： 为了探究ZrO₂隔离层对铝酸镧基高发射率涂层物相组成和显微结构的影响,以纯度(w)均为99%的La₂O₃、Al₂O₃、CaCO₃和Fe₂O₃为原料,按照La_0.8Ca_0.2Al_0.8Fe_0.2O₃的化学计量比,利用固相烧结法制备出Ca²⁺、Fe³⁺掺杂的铝酸镧(LaAlO₃)粉体。将LaAlO₃粉体作为高发射率红外陶瓷粉体辐射剂,再以不同粒度的ZrO₂涂层为隔离层,制备出了LaAlO₃与ZrO₂复合的涂层(LCAFO/ZrO₂),并将其与单LCAFO(LaAlO₃)涂层分别涂覆在工业窑炉炉衬用Al₂O₃空心球砖表面。采用XRD、SEM等方法对涂层进行分析。结果表明:LCAFO涂层与Al₂O₃空心球砖在1 200 ℃时不反应,1 400 ℃时反应生成LaAl₁₁O₁₈,1 600 ℃时,二者反应更加充分;反应层LaAl₁₁O₁₈的厚度随温度的升高逐渐增加。当ZrO₂隔离层涂覆于LCAFO层和Al₂O₃空心球砖之间时,复合涂层煅烧至 1 400 ℃时,无LaAl₁₁O₁₈相生成,无反应层出现。

关键词: 发射率, 铝酸镧, 氧化锆, 隔离层

Abstract: In order to explore the effect of ZrO₂ isolation layer on phase composition and microstructure of lanthanum aluminate high emissivity coating,Ca²⁺ and Fe³⁺ doped lanthanum aluminate (LaAlO₃) powders were prepared using La₂O₃,Al₂O₃,CaCO₃ and Fe₂O₃ (all 99% purity) as raw materials via solid phase sintering method according to the stoichiometric ratio of La_0.8Ca_0.2Al_0.8Fe_0.2O₃.The LaAlO₃ and ZrO₂ composite coating (LCAFO/ZrO₂) were prepared using LaAlO₃ powder as the high emissivity infrared ceramic powder radiation agent and ZrO₂ coatings with different particle sizes as the isolation layer.The developed coating and the LCAFO (LaAlO₃) coating were spread on the surface of bubble Al₂O₃ bricks for the lining of industrial furnaces,respectively.The coatings were analyzed using XRD and SEM.The results show that LCAFO coating does not react with bubble Al₂O₃ bricks at 1 200 ℃,but they react at 1 400 ℃ forming LaAl₁₁O₁₈,and the reaction is more sufficient at 1 600 ℃.The thickness of the LaAl₁₁O₁₈ layer increases with the temperature rising.When the ZrO₂ isolation layer is coated between the LCAFO layer and the bubble Al₂O₃ bricks,no LaAl₁₁O₁₈ phase exists and no reaction layer appears at 1 400 ℃.

Key words: emissivity, lanthanum aluminate, zirconia, isolation layer

中图分类号:

TQ175

张一帆, 王刚, 王曲, 张琪, 王来稳, 黄振武, 张雷. ZrO₂隔离层对铝酸镧基高发射率涂层物相组成和显微结构的影响[J]. 耐火材料, 2022, 56(4): 315-319.

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ZrO₂隔离层对铝酸镧基高发射率涂层物相组成和显微结构的影响

Effect of ZrO₂ isolation layer on phase composition and microstructure of lanthanum aluminate high emissivity coating

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