编号：CPJS05802
篇名：稀土掺杂Gd_2O_3对YSZ/（Ni,Al）热障涂层组织与性能的影响
作者：宋闪光 ;王伟 ;谭世磊 ;王莉莉
关键词： 热障涂层 电泳沉积 抗高温氧化 结合强度 氧化钆 稀土掺杂
机构： 上海工程技术大学材料工程学院,上海201620
摘要： 目的提高YSZ/（Ni,Al）复合涂层与基体的结合强度和抗高温氧化性。方法采用电泳沉积的方法,在Inconel 600高温合金表面上沉积YSZ/（Ni,Al）复合涂层和掺杂稀土Gd2O3-YSZ/（Ni,Al）（简称G-YSZ/（Al,Ni））复合涂层,后进行真空烧结,然后对制备好的热障复合涂层进行划痕实验和等温循环氧化实验。通过对样品进行等温循环氧化实验,获取不同氧化时间段的复合涂层样品,并采用SEM和XRD对复合涂层组织和形貌进行分析。结果在1100℃等温氧化过程中,未掺杂稀土元素的氧化增重速率为0.0057 mg/mm2,而掺杂钆元素的氧化速率为0.0049 mg/mm2,氧化增重速率比未掺杂稀土YSZ/（Ni,Al）复合涂层的低。G-YSZ/（Ni,Al）热障复合涂层在等温氧化过程中颗粒长大较小、裂纹少、表面更加致密。真空烧结后的YSZ/（Al,Ni）复合涂层和G-YSZ/（Al,Ni）复合涂层与基体的结合强度约为4.0 N,氧化100 h后,掺杂稀土的G-YSZ/（Al,Ni）复合涂层结合强度为3.5 N,未掺杂稀土的YSZ/（Al,Ni）复合涂层与基体的结合强度为2.6 N。G-YSZ/（Ni,Al）热障复合涂层中存在Gd2Zr2O7相和稳定的Ni Al2O4相,Gd2Zr2O7相具有良好的稳定性以及耐高温氧化。结论掺杂稀土氧化钆的G-YSZ/（Al,Ni）涂层的抗高温氧化性能显著提高。在等温氧化过程中,掺杂稀土元素的G-YSZ/（Al,Ni）复合涂层,其颗粒趋向于均匀化,裂纹明显变少,使得涂层更加致密,表面更加平整。等温氧化100 h后,掺杂了稀土氧化钆的G-YSZ/（Al,Ni）复合涂层基体之间具有更好的结合力,抗剥落性和服役寿命较好。
