电泳沉积法制备YSZ涂层的研究进展*

袁斌霞，陈添忠，朱 瑞，王道累，曹 岚

(上海电力大学，能源与机械工程学院，上海 200090)

0 引 言

随着工业的迅猛发展，机械零部件或器件的使用要求在逐步提高，其实际工况在向高自动化、恶劣工作环境(高温、高压等)及高使用寿命转变。表面涂层技术可以提高零部件表面的防护及性能，改善机械设备的质量，延长使用寿命。

氧化锆具有融化温度高、热导系数低、抗弯强度高、硬度高、热膨胀系数高等优异的性能，广泛应用于航空航天、海洋船舶、汽车、生物等领域。氧化锆在不同温度下会发生相变，引起体积的变化，容易使产品产生裂纹，限制了氧化锆在高温领域的应用，添加一定量的稳定剂能使氧化锆晶态趋于稳定[1]。氧化钇稳定氧化锆(Yttria-stabilized zirconia,YSZ)具备优异的稳定性、机械强度和耐久性，提升了氧化锆不同相之间转变的稳定性。近年来纳米技术和纳米科学的不断进步，控制材料的纳米结构可以在一定程度上提高性能。由于纳米陶瓷材料的复杂性，纳米粉末通常需要特定的设备来避免颗粒团聚、流动、漂浮等问题[2]。将粉末浸泡于液体介质中，则可避免这些问题。目前有很多湿法制备YSZ涂层研究方法，例如溶胶-凝胶法[3]、浸涂法[4]、旋涂法[5]、悬浮液等离子喷涂[6]等。以上方法有一定的优势，但或存在设备复杂、制备成本高，或制备工艺复杂，或涂层质量难以保证等问题，很难实现大批量生产，因而在实际应用中有所限制。电泳沉积(electrophoresis deposition，EPD)技术因其设备简单、操作容易、成本低廉、涂层厚度可控等特点广泛应用于涂层的制备工艺中。……