高温合金GH3039表面ZrO 2 -CeO 2 /Al 2 O 3 复合陶瓷涂层抗热震性能

Affiliation of Author(s):材料科学与技术学院

Journal:复合材料学报

Key Words:溶胶-凝胶;高温合金;纳米粉末;复合陶瓷涂层;抗热震性;

Abstract:基于溶胶-凝胶技术制备Al 2 O 3 溶胶及ZrO 2 和CeO 2 陶瓷粉末,将ZrO 2 和CeO 2 陶瓷粉末掺杂在Al 2 O 3 溶胶中形成复合浆料并在高温合金GH3039表面制备Al 2 O 3 、ZrO 2 /Al 2 O 3 和ZrO 2 -CeO 2 /Al 2 O 3 复合陶瓷涂层,通过XRD、SEM、EDS、DSC等检测手段研究不同陶瓷粉末的加入对复合陶瓷涂层在900℃抗热震性能的影响。结果表明:未复合任何陶瓷粉末的纯Al 2 O 3 陶瓷涂层在烧结的过程中会产生大量的宏观裂纹,涂层表面质量差且易剥落;在Al 2 O 3 溶胶中掺杂ZrO 2 陶瓷粉末后,ZrO 2 /Al 2 O 3 复合陶瓷涂层的结构致密无明显宏观裂纹且涂层与基体的附着力明显增加;当掺杂粉末为CeO 2 :ZrO 2 =1:10（摩尔比）时,CeO 2 可稳定高温下易发生相变的ZrO 2 ,阻止其由t-ZrO 2 →m-ZrO 2 的转变,陶瓷颗粒在Al 2 O 3 网络膜中分散均匀并呈现出纳米Al 2 O 3 颗粒包覆ZrO 2 -CeO 2 大颗粒的结构,这种结构使涂层的抗热震性能和抗剥落较掺杂ZrO 2 /Al 2 O 3 复合陶瓷涂层更优异。ZrO 2 -CeO 2 /Al 2 O 3 复合陶瓷涂层能够缓解单独Al 2 O 3 陶瓷涂层与基体之间热膨胀系数不匹配而造成的易剥落的问题,从而延长了涂层寿命,进一步提高基体的抗热震性能。

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Date of Publication:2018-03-09

Co-author:尹春生,方超,杜文博

Correspondence Author:Yao Zhengjun

Date of Publication:2018-03-09