等离子喷涂-物理气相沉积的气相沉积机理

• 作者: 刘敏 张小锋 毛杰 邓子谦 陈志坤 陈文龙
• 来源期刊: 无机材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: PS-PVD 涂层生长 自发形核 非自发形核 光谱诊断
• 年，卷（期）: 2017,（12）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1285-1291
• 页数: 7页
• 分类号: TQ174
• 字数: 5233字
• 语种: 中文
• DOI: 10.15541/jim20170072

摘要

以等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)喷涂团聚的ZrO2-7wt%Y2O3(7YSZ)粉末在五个喷距下制备了热障涂层.通过场发射-扫描电镜(FE-SEM)和X射线衍射(XRD)分析了五个涂层样品的微观结构和相成分差异.另外,通过发射光谱(OES)诊断研究了射流中7YSZ粉末气相浓度随喷距的变化.最后,阐述了3种不同的气相沉积涂层生长机制,说明了射流中粉末的状态和气相浓度对涂层结构的影响.研究表明:(1)350 mm和1800 mm喷距下形成的均是致密结构涂层,而650~1250 mm喷距下形成的是典型的PS-PVD柱状结构涂层.(2)350 mm喷距下制备的涂层由四方相(t')和单斜相(m)氧化锆构成;当喷距大于650 mm时,涂层以四方相(t')氧化锆为主.(3)350 mm喷距下涂层是由高浓度气相过饱和自发形核形成的新核和液/固粒子共同作用形成的;喷距650~1250 mm下,涂层生长以气相沉积于基体进行非自发形核为主,气相在射流中的自发形核为辅;喷距1800 mm下涂层由气相过冷凝固的粒子堆积而成.