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。
北京科技大学
2021-04-11