单相双稀土改性SrZrO3热障涂层的热物理性能

• 作者: 白玉 董红英 贾瑞灵 马伯乐 马文 黄威
• 来源期刊: 无机材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: 热障涂层 SrZrO3 热膨胀 热导率
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 394-400
• 页数: 7页
• 分类号: TQ174
• 字数: 4911字
• 语种: 中文
• DOI: 10.15541/jim20180276

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SrZrO3(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.