La2O3-Al2O3熱障涂層中稀土氧化物的作用及高溫相穩定機理研究
本成果研究了不同制備工藝對制備出的噴涂粉末形貌與性能的影響,通過測試不同的La2O3的添加方式以及添加量的涂層的性能,探討了稀土氧化物La2O3對Al2O3等離子涂層性能的影響,及La2O3在等離子涂層中的作用,同時對噴涂粉末與涂層的相態及高低溫條件下的相穩定性進行了研究,找出了在高溫下長時間保持相穩定性的涂層。得出的主要結論有: (1). 使用納米粉體顆粒團聚的方法可以制備符合出符合等離子噴涂要求的粉末,同時其制備出的涂層性能優于傳統微米級粉末涂層。 (2). 添加部分La2O3可以抑制Al2O3涂層中晶粒長大,且Al2O3- La2O3涂層更致密,與Al2O3涂層相比,Al2O3- La2O3涂層在抗擊熱沖擊、抵抗熱氧化、涂層結合強度方面均有部分提高,但涂層隔熱性能與Al2O3涂層相當。 (3). Al2O3涂層中添加部分La2O3與MgO可以制備穩定相的LMA,制備的LMA涂層呈現板片狀結構特點,有利于降低涂層內部殘余應力,因而可提升涂層性能,其在結合強度、抗擊熱沖擊、抗氧化及隔熱性能發面均優于Al2O3- La2O3涂層與Al2O3涂層。 (4). 在1400℃下保溫100h,Al2O3涂層與Al2O3- La2O3涂層均會發生γ→α晶形轉變,影響涂層的性能,而LMA涂層可保持相穩定性。LMA等離子涂層因其優異的性能可做為傳統Al2O3涂層和Y-PSZ涂層的替代者。
北京科技大學
2021-04-11