ZrO-,2--Y-,2-O-,3--M-,x-O-,y-系熱障粉末與涂層的制備及性能研究.pdf

1、為了滿足熱障涂層適應(yīng)更加惡劣的工作環(huán)境，摻雜添加劑的新型熱障涂層因其在降低涂層熱導(dǎo)率、提高熱震性能的具大的潛力，成為國(guó)內(nèi)外研究的熱點(diǎn)之一。目前，國(guó)外對(duì)添加納米氧化物的ZrO2-8wt％Y2O3(YSZ)體系研究某些性能取得較大進(jìn)展，國(guó)內(nèi)開展相關(guān)方面的研究較少，因此對(duì)添加第三種氧化物熱障涂層的研究，具有重要的實(shí)際意義。 本文通過噴霧造粒工藝對(duì)納米ZrO2-8wt％Y2O3中添加不同含量的La2O3、Nb2O5、CeO2及SiO2粉

2、末進(jìn)行團(tuán)聚并進(jìn)行了高溫預(yù)處理，研究了添加氧化物后粉末團(tuán)聚的顆粒特征與性能，高溫預(yù)處理對(duì)粉末團(tuán)聚顆粒的微觀形貌及流動(dòng)性和松裝密度的影響。結(jié)果顯示粉末團(tuán)聚顆粒具有納米結(jié)構(gòu)，滿足噴涂要求。添加氧化物沒有對(duì)粉末團(tuán)聚顆粒的形貌和相結(jié)構(gòu)造成影響，高溫預(yù)處理能改善團(tuán)聚顆粒的流動(dòng)性。以納米團(tuán)聚顆粒為原料，使用等離子噴涂工藝在鋼基體上制備了添加氧化物的YSZ涂層，觀察并研究了涂層的組織結(jié)構(gòu)及性能。結(jié)果表明納米YSZ涂層以及在此基礎(chǔ)上添加氧化物的涂層在結(jié)構(gòu)

3、形式上均為非層狀結(jié)構(gòu)和柱狀晶構(gòu)成的層狀結(jié)構(gòu)組成，且均存在不同形式的納米結(jié)構(gòu)特征，不同添加物在組織結(jié)構(gòu)特征方面仍存在差異。隨著La2O3的增加，涂層的熔融特征變得明顯些，添加10wt％Nb2O5涂層中發(fā)現(xiàn)分布和方向都隨機(jī)的棒狀結(jié)構(gòu)。添加CeO2和SiO2的YSZ涂層中均存在熔融的凝固特征，呈現(xiàn)出玻璃態(tài)特征。在隔熱性能方面，添加La2O3、Nb2O5可以大幅降低涂層的熱擴(kuò)散系數(shù)和熱導(dǎo)率。三種不同熱環(huán)境下的隔熱性能表明添加第三種氧化物能提高其