等摩爾摻雜Y2O3和Er2O3對La2Zr2O7體系陶瓷材料結(jié)和性能的影響.pdf

1、熱障涂層技術(shù)(TBCs)用于保護(hù)高溫發(fā)動機(jī)的熱端部件已有幾十年的歷史,目前廣泛使用的熱障涂層是附著在高溫合金基體上的MCrAlY(M=Ni或Co)粘結(jié)層和粘結(jié)層外8YSZ(質(zhì)量分?jǐn)?shù)8％的Y2O3部分穩(wěn)定的ZrO2)體系陶瓷層的雙層結(jié)構(gòu)。然而,隨著航空航天事業(yè)的不斷發(fā)展,要求新型發(fā)動機(jī)高溫部件必須能承受更高的火焰溫度,傳統(tǒng)的8YSZ熱障涂層材料的限制是長期使用溫度不超過1200℃,該材料已不再適用于發(fā)動機(jī)高溫部件的保護(hù)工作。新一代熱障涂層

2、材料稀土鋯酸鹽,由于其優(yōu)越性能而引起人們的研究興趣。與8YSZ陶瓷涂層材料相比,鋯酸鹽陶瓷涂層材料的優(yōu)越性能體現(xiàn)在:(1)材料高溫相穩(wěn)定性好;(2)較低的熱導(dǎo)率;(3)較高的抗燒結(jié)率;(4)低氧離子透過率。但是,鋯酸鹽陶瓷材料的不足之處是熱膨脹系數(shù)比8YSZ陶瓷材料的偏低。研究表明稀土氧化物摻雜對鋯酸鹽體系陶瓷材料的熱物理性能影響明顯。本文通過稀土氧化物Y2O3和Er2O3等摩爾共摻雜La2Zr2O7體系陶瓷材料,希望可以獲得具備較低熱

3、導(dǎo)率和較高熱膨脹系數(shù)的新型陶瓷涂層材料。
　　本實驗以氧化物ZrO2、La2O3、Y2O3和Er2O3為原料,經(jīng)1500℃高溫反應(yīng)5小時,固相合成(La1-2xYxErx)1Zr2O7體系陶瓷粉體。應(yīng)用X射線衍射儀,激光拉曼光譜儀對陶瓷試樣進(jìn)行物相結(jié)構(gòu)的測試分析;應(yīng)用掃描電子顯微鏡對試樣進(jìn)行斷面結(jié)構(gòu)形貌表征;應(yīng)用熱膨脹分析儀分析材料的熱膨脹系數(shù);應(yīng)用激光導(dǎo)熱儀測試材料的熱擴(kuò)散系數(shù),并結(jié)合材料的密度和熱容值計算材料的熱導(dǎo)率。結(jié)果表明