La2O3-Al2O3热障涂层中稀土氧化物的作用及高温相稳定机理研究

本成果研究了不同制备工艺对制备出的喷涂粉末形貌与性能的影响，通过测试不同的La₂O₃的添加方式以及添加量的涂层的性能，探讨了稀土氧化物La₂O₃对Al₂O₃等离子涂层性能的影响，及La₂O₃在等离子涂层中的作用，同时对喷涂粉末与涂层的相态及高低温条件下的相稳定性进行了研究，找出了在高温下长时间保持相稳定性的涂层。得出的主要结论有：

(1). 使用纳米粉体颗粒团聚的方法可以制备符合出符合等离子喷涂要求的粉末，同时其制备出的涂层性能优于传统微米级粉末涂层。

(2). 添加部分La₂O₃可以抑制Al₂O₃涂层中晶粒长大，且Al₂O₃- La₂O₃涂层更致密，与Al₂O₃涂层相比，Al₂O₃- La₂O₃涂层在抗击热冲击、抵抗热氧化、涂层结合强度方面均有部分提高，但涂层隔热性能与Al₂O₃涂层相当。

(3). Al₂O₃涂层中添加部分La₂O₃与MgO可以制备稳定相的LMA，制备的LMA涂层呈现板片状结构特点，有利于降低涂层内部残余应力，因而可提升涂层性能，其在结合强度、抗击热冲击、抗氧化及隔热性能发面均优于Al₂O₃- La₂O₃涂层与Al₂O₃涂层。

(4). 在1400℃下保温100h，Al₂O₃涂层与Al₂O₃- La₂O₃涂层均会发生γ→α晶形转变，影响涂层的性能，而LMA涂层可保持相稳定性。LMA等离子涂层因其优异的性能可做为传统Al₂O₃涂层和Y-PSZ涂层的替代者。