单相双稀土改性SrZrO3热障涂层的热物理性能

单相双稀土改性SrZrO3热障涂层的热物理性能

论文摘要

由于SrO和ZrO2的蒸气压不同,造成等离子喷涂SrZrO3涂层组分偏离原始粉末化学计量比,从而导致制备态涂层中出现第二相ZrO2。为了获得高相稳定性的单相涂层,实验采用固相合成法合成并经过喷雾造粒制备了双稀土改性Sr过量Sr ZrO3(Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05)热喷涂粉末,采用大气等离子喷涂方法制备了相应的涂层,研究了单相双稀土改性SrZrO3热障涂层的热物理性能及其热循环寿命。研究结果表明,制备态Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05涂层中无第二相产生, 1600℃热处理360 h后Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05保持单相SrZrO3结构,高温相稳定性良好。Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05涂层的烧结系数为7.27×10–6 s–1,热处理360 h后该涂层的热膨胀系数为(9.0~11.0)×10–6 K–1(200~1400℃),热导率为2.83 W/(m?K)(1000℃)。Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05/YSZ双层涂层的火焰循环次数为1000次,失效区域主要发生在Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05陶瓷层内。在喷涂粉末中增加SrO的含量能够弥补在大气等离子喷涂过程中Sr元素过量挥发的问题,成功制备了单相双稀土改性Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05热障涂层。双稀土掺杂能够明显提高涂层的热膨胀系数,且单相双稀土改性Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05涂层的抗烧结性能明显优于SrZrO3涂层,但单相Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05涂层热导率比含有第二相的SrZrO3涂层高。

论文目录

  • 1 实验方法
  •   1.1 粉末与涂层制备
  •   1.2 涂层性能测试
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 涂层的相稳定性
  •   2.2 涂层的热膨胀和抗烧结性能
  •   2.3 涂层的热导率
  •   2.4 涂层的热循环性能
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 马伯乐,马文,黄威,白玉,贾瑞灵,董红英

    关键词: 热障涂层,热膨胀,热导率

    来源: 无机材料学报 2019年04期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 金属学及金属工艺

    单位: 内蒙古工业大学材料科学与工程学院,内蒙古自治区薄膜与涂层重点实验室,内蒙古工业大学化工学院

    基金: 国家自然科学基金(51462026,51672136),内蒙古自然科学基金(2017MS0503)~~

    分类号: TG174.4

    页码: 394-400

    总页数: 7

    文件大小: 923K

    下载量: 129

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