稀土掺杂Gd2 O3对YSZ/（Ni，Al）热障涂层组织与性能的影响

• 作者: 宋闪光 王伟 王莉莉 谭世磊
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 热障涂层 电泳沉积 抗高温氧化 结合强度 氧化钆 稀土掺杂
• 年，卷（期）: 2016,（3）
• 所属期刊栏目: 表面强化及功能化 Surface Strengthening and Functionalization
• 页码范围: 109-114
• 页数: 6页
• 分类号: TG174.45
• 字数: 2454字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.018

摘要

目的：提高YSZ/( Ni,Al)复合涂层与基体的结合强度和抗高温氧化性。方法采用电泳沉积的方法,在Inconel 600高温合金表面上沉积YSZ/( Ni,Al)复合涂层和掺杂稀土Gd2 O3-YSZ/( Ni,Al)(简称G-YSZ/( Al,Ni))复合涂层,后进行真空烧结,然后对制备好的热障复合涂层进行划痕实验和等温循环氧化实验。通过对样品进行等温循环氧化实验,获取不同氧化时间段的复合涂层样品,并采用SEM和XRD对复合涂层组织和形貌进行分析。结果在1100℃等温氧化过程中,未掺杂稀土元素的氧化增重速率为0.0057 mg/mm2,而掺杂钆元素的氧化速率为0.0049 mg/mm2,氧化增重速率比未掺杂稀土YSZ/( Ni,Al)复合涂层的低。 G-YSZ/( Ni,Al)热障复合涂层在等温氧化过程中颗粒长大较小、裂纹少、表面更加致密。真空烧结后的YSZ/(Al,Ni)复合涂层和G-YSZ/(Al,Ni)复合涂层与基体的结合强度约为4.0 N,氧化100 h后,掺杂稀土的G-YSZ/(Al,Ni)复合涂层结合强度为3.5 N,未掺杂稀土的YSZ/(Al,Ni)复合涂层与基体的结合强度为2.6 N。 G-YSZ/(Ni,Al)热障复合涂层中存在Gd2Zr2O7相和稳定的NiAl2O4相,Gd2 Zr2 O7相具有良好的稳定性以及耐高温氧化。结论掺杂稀土氧化钆的G-YSZ/( Al,Ni)涂层的抗高温氧化性能显著提高。在等温氧化过程中,掺杂稀土元素的G-YSZ/( Al,Ni)复合涂层,其颗粒趋向于均匀化,裂纹明显变少,使得涂层更加致密,表面更加平整。等温氧化100 h后,掺杂了稀土氧化钆的G-YSZ/( Al,Ni)复合涂层基体之间具有更好的结合力,抗剥落性和服役寿命较好。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王伟	上海工程技术大学材料工程学院	58	136	7.0	8.0
2	王莉莉	上海工程技术大学材料工程学院	11	16	3.0	3.0
3	宋闪光	上海工程技术大学材料工程学院	6	7	2.0	2.0
4	谭世磊	上海工程技术大学材料工程学院	6	7	2.0	2.0