氧化锆基双陶瓷层热障涂层表层材料研究进展

• 作者: 刘未来 吴硕 吴艳鹏 李文戈 赵忠贤 赵远涛
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 氧化锆基双陶瓷层 表层材料 等离子-物理气相沉积 氧化 热腐蚀 韧性
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 专题——热喷涂技术研究及应用
• 页码范围: 101-108
• 页数: 8页
• 分类号: TG174.442
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.09.010

摘要

双陶瓷层热障涂层是热障涂层技术的发展方向之一.等离子喷涂和电子束-物理气相沉积技术是目前最常用的双层涂层制备技术,但存在的固有缺点影响涂层性能的发挥.可实现非视线沉积的等离子-物理气相沉积技术效率高,能对涂层微观结构进行精准调控,发展潜力巨大.稀土氧化物掺杂ZrO2、A2B2O7型烧绿石和萤石结构化合物、钇铝石榴石、独居石结构的稀土磷酸盐、氧化铝等材料被作为表层陶瓷,分别与传统的6％～8％Y2O3部分稳定的ZrO2((6～8)YSZ)层组合构成双陶瓷层,可有效降低涂层的热导率,极大地改善抗熔盐热腐蚀性能,提高耐热温度等.如YSZ/CeO2和TiO2共稳定的ZrO2双层涂层可大幅提高隔热性能,La2(Zr0.7Ce0.3)2O7能有效提高整个涂层的使用寿命,钇铝石榴石能阻隔氧渗入YSZ层并防止粘结层金属的氧化,GdPO4能与Na2SO4+V2O5熔盐反应形成稠密反应层并抑制熔盐的进一步渗入,纳米Al2O3可形成致密结构,并提高涂层的抗热腐蚀能力和抗高温氧化能力.但是,绝大部分材料的热膨胀系数较低、断裂韧性较差,限制了涂层整体性能的发挥.结合纳米技术和等离子-物理气相沉积等新的制备技术,改性修饰稀土锆酸盐等表层材料的热物理性能,引入稀土钽酸盐等热导率低、韧性强、阻氧性好的材料,被认为能提高双层涂层的隔热性能和使用寿命.