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等离子喷涂氧化钇稳定氧化锆涂层的分形特征与断裂韧性 被引量：6
1
作者 付倩倩 通雁鹏 《粉末冶金技术》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期122-126,140,共6页
采用超音速等离子喷涂和普通大气等离子喷涂制备了微米级氧化钇稳定氧化锆(yttria-stabilized zirconia,YSZ)基热障涂层,使用SprayWatch-2i系统测试喷涂过程中粒子飞行速度及表面温度,通过扫描电镜和图像分析技术表征涂层微观结构,利用... 采用超音速等离子喷涂和普通大气等离子喷涂制备了微米级氧化钇稳定氧化锆(yttria-stabilized zirconia,YSZ)基热障涂层,使用SprayWatch-2i系统测试喷涂过程中粒子飞行速度及表面温度,通过扫描电镜和图像分析技术表征涂层微观结构,利用压痕法测试了断裂韧性和弹性模量,采用基于分形思想的面积-周长幂率定量表征两种工艺条件下孔隙不规则形态,并研究了分形维数对涂层断裂韧性的影响。结果表明:超音速等离子喷涂和普通大气等离子喷涂YSZ涂层孔隙都具有分形特性;超音速等离子喷涂YSZ涂层分形维数是普通等离子喷涂涂层的1.12倍,孔隙结构更复杂,涂层断裂韧性更高。 展开更多
关键词 等离子喷涂 氧化钇稳定氧化锆涂层 微观结构 分形特征 断裂韧性
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钛合金表面磁控溅射制备羟基磷灰石／氧化钇稳定氧化锆复合涂层 被引量：5
2
作者 施秋萍 赵玉涛 +2 位作者 戴起勋 林东洋 罗平辉 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2006年第10期52-55,58,共5页
采用磁控溅射法在Ti6Al4V基体上制备了HA／YSZ复合涂层。用X射线衍射仪、扫描电镜、原子力显微镜和划痕法对涂层进行了表征。结果表明:用磁控溅射法可在Ti6Al4V基体上成功制备HA／YSZ复合涂层,涂层主要含有HA、ZrO2和Y2O3物相,此外还有... 采用磁控溅射法在Ti6Al4V基体上制备了HA／YSZ复合涂层。用X射线衍射仪、扫描电镜、原子力显微镜和划痕法对涂层进行了表征。结果表明:用磁控溅射法可在Ti6Al4V基体上成功制备HA／YSZ复合涂层,涂层主要含有HA、ZrO2和Y2O3物相,此外还有少量的TCP和CaO相;涂层表面呈多孔状,有利于类骨组织的长入,表面显微粗糙度约为140 nm,涂层厚度约为4μm;划痕法测量涂层与基体的附着力约为80 N。 展开更多
关键词 羟基磷灰石/氧化钇稳定氧化锆复合涂层 磁控溅射 微观形貌 附着力
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氧化钇部分稳定氧化锆陶瓷涂层的高温耐久性辨析 被引量：4
3
作者 杜博宇 杨加胜 +7 位作者 陶诗倩 赵华玉 钟兴华 庄寅 盛靖 倪金星 邵芳 陶顺衍 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第17期89-95,共7页
氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)作为热障涂层材料广泛应用于复杂高温工况,其优异的高温耐久性主要由不可相变介稳四方相(t′)所贡献。然而,目前对t′相可靠服役温度上限的界定较为模糊,主流观点仍停留在1200℃左右。基于此,采用大气等离... 氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)作为热障涂层材料广泛应用于复杂高温工况,其优异的高温耐久性主要由不可相变介稳四方相(t′)所贡献。然而,目前对t′相可靠服役温度上限的界定较为模糊,主流观点仍停留在1200℃左右。基于此,采用大气等离子体喷涂(APS)工艺制备YSZ陶瓷涂层,经不同时效热处理,针对涂层微结构、相组成、烧结收缩和断裂韧性等变化进行分析研究。结果表明,经24 h@1400℃热处理附加7年室温存放后,陶瓷层未见单斜相;300 h@1400℃和300 h@1600℃热处理涂层中单斜相体积分数分别为3.55%和35.41%,且均未碎裂。300 h@1600℃涂层烧结线性收缩率为0.4%。高温时效热处理同时伴随晶粒生长和孔隙愈合,涂层抗折强度和断裂韧性随之增加,因而认为APS YSZ涂层可在1400℃下长时间(~300 h)服役。 展开更多
关键词 氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ) 热障涂层(TBCs) 等离子体喷涂 高温耐久性 相组成 力学性能
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氧化钇稳定氧化锆超细粉末的制备和性能 被引量：12
4
作者 赵文广 安胜利 +1 位作者 张丽英 安立国 《兵器材料科学与工程》 CAS CSCD 北大核心 1998年第5期40-43,共4页
采用共沉淀法制备３ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２超细粉末，使用乙醇或丙酮洗涤沉淀，以消除颗粒团聚。应用ＤＴＡ热分析仪、颗粒度分析仪和Ｘ光衍射仪研究分析了粉末的热分解特性、颗粒大小和分布以及相组成。实验结果表明，粉末平均颗... 采用共沉淀法制备３ｍｏｌ％Ｙ２Ｏ３－ＺｒＯ２超细粉末，使用乙醇或丙酮洗涤沉淀，以消除颗粒团聚。应用ＤＴＡ热分析仪、颗粒度分析仪和Ｘ光衍射仪研究分析了粉末的热分解特性、颗粒大小和分布以及相组成。实验结果表明，粉末平均颗粒直径小于０．５μｍ，在６５０℃下处理的氧化钇稳定氧化锆超细粉末以单斜－四方晶型存在。 展开更多
关键词 氧化钇稳定 氧化锆 超细粉末 粒度分布 制备
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纳米氧化锆热障涂层组织结构和高温稳定性能分析 被引量：7
5
作者 王红英 郝云飞 +1 位作者 陈辉 汤伟杰 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第11期37-40,共4页
采用大气等离子喷涂技术制备了纳米氧化锆热障涂层。利用FESEM和XRD对纳米氧化锆热障涂层的微观组织和物相组成进行研究。微观组织分析结果表明,纳米氧化锆热障涂层展现出独特的微观复合结构,包括未熔纳米颗粒和柱状晶组织。物相分析结... 采用大气等离子喷涂技术制备了纳米氧化锆热障涂层。利用FESEM和XRD对纳米氧化锆热障涂层的微观组织和物相组成进行研究。微观组织分析结果表明,纳米氧化锆热障涂层展现出独特的微观复合结构,包括未熔纳米颗粒和柱状晶组织。物相分析结果表明,纳米氧化锆热障涂层主要由非平衡四方相组成。纳米氧化锆热障涂层高温稳定性能试验结果表明,涂层晶粒度随着服役温度和服役时间的增加而增加,但仍保持纳米结构;涂层物相组成不随服役环境的变化而变化。 展开更多
关键词 纳米氧化锆热障涂层 微观组织 物相组成 高温稳定性能
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固相含量对氧化钇稳定氧化锆性能的影响(英文) 被引量：2
6
作者 刘晓光 李国军 +1 位作者 仝建峰 陈大明 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期767-770,774,共5页
主要研究料浆固相含量对氧化钇稳定氧化锆料浆流变性质,以及YSZ的微结构、密度和强度的影响规律,并分析讨论其原因。结果表明不同固相含量的氧化钇稳定氧化锆料浆表现为剪切变稀的特征,随固相含量增加,坯体密度增加,强度降低,而烧结体... 主要研究料浆固相含量对氧化钇稳定氧化锆料浆流变性质,以及YSZ的微结构、密度和强度的影响规律,并分析讨论其原因。结果表明不同固相含量的氧化钇稳定氧化锆料浆表现为剪切变稀的特征,随固相含量增加,坯体密度增加,强度降低,而烧结体密度是先增加后减少的,固相含量为53%(体积分数)时,坯体比较均匀,气孔少。 展开更多
关键词 固相含量 流变性质 水基注模凝胶 氧化钇稳定氧化锆 水基料浆 气孔
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羟基磷灰石/氧化锆复合涂层热稳定性和结合强度的研究 被引量：4
7
作者 肖秀峰 刘榕芳 郑炀曾 《无机化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2005年第7期965-970,共6页
为了提高羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)涂层的结合强度,采用水热电沉积法在HA涂层中引入第二相颗粒氧化锆(ZrO2)制备HA/ZrO2复合涂层,研究了ZrO2晶型对涂层表面形貌、相组成、热稳定性和涂层结合强度的影响。实验结果表明,ZrO2的复合... 为了提高羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)涂层的结合强度,采用水热电沉积法在HA涂层中引入第二相颗粒氧化锆(ZrO2)制备HA/ZrO2复合涂层,研究了ZrO2晶型对涂层表面形貌、相组成、热稳定性和涂层结合强度的影响。实验结果表明,ZrO2的复合减小了HA晶体尺寸,但不影响HA水热电沉积的机理;1200℃热处理后,HA分解生成的CaO和ZrO2形成固溶体,使单斜晶型(m-ZrO2)和四方晶型(t-ZrO2)的ZrO2转变为立方晶型的的ZrO2(c-ZrO2),并促进HA的完全分解;HA/ZrO2复合涂层的结合强度明显高于纯HA涂层的结合强度,且随涂层中ZrO2含量增大和热处理温度的升高而增大。1000℃热处理后,HA/ZrO2复合涂层既有较高的结合强度,又可获得对骨生长有利的HA+β-Ca3(PO4)2(β-TCP)双相结构。 展开更多
关键词 结合强度 羟基磷灰石 复合涂层 热稳定性 氧化锆 ZrO2 HA涂层 第二相颗粒 热处理温度 电沉积法 表面形貌 晶体尺寸 立方晶型 O2含量 双相结构 相组成 固溶体 CaO A分解 骨生长 水热 增大
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相转化法制备氧化钇稳定氧化锆中空纤维陶瓷膜 被引量：1
8
作者 刘嘉杰 黄肖容 隋意 《精细化工》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2332-2335,2376,共5页
选用氧化钇稳定氧化锆(YSZ)、聚砜(PSF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)配制铸膜液,采用相转化和烧结相结合的方法制备了YSZ中空纤维陶瓷膜,考察了铸膜液中YSZ粉末含量和烧结温度对中空纤维陶瓷膜的微观结构和性能的影响。结果表明,YSZ中空纤维... 选用氧化钇稳定氧化锆(YSZ)、聚砜(PSF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)配制铸膜液,采用相转化和烧结相结合的方法制备了YSZ中空纤维陶瓷膜,考察了铸膜液中YSZ粉末含量和烧结温度对中空纤维陶瓷膜的微观结构和性能的影响。结果表明,YSZ中空纤维陶瓷膜的不对称结构包含指状结构和海绵状结构,YSZ含量会影响两种结构的比例,烧结则会引起微观结构的致密度。在铸膜液配比为m(YSZ)∶m(PSF)∶m(NMP)=5.0∶1∶4,烧结温度为1200℃条件下制备出性能良好的中空纤维陶瓷膜,其纯水通量为2.33 m^3/(m^2·h·MPa),抗弯强度为134.5 MPa。 展开更多
关键词 氧化钇稳定氧化锆 中空纤维陶瓷膜 相转化法 纯水通量 抗弯强度 水处理技术
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医用氧化钇稳定氧化锆陶瓷的制备及成型工艺 被引量：8
9
作者 朱勇 李涓 《中国陶瓷》 CAS CSCD 北大核心 2020年第5期16-21,共6页
氧化钇稳定氧化锆陶瓷(Y-TZP)与其他稳定类型的氧化锆陶瓷相比,具有烧结温度低、高硬度、断裂韧性和抗弯强度以及良好的生物相容性等优点,因此成为目前最理想的齿科修复材料之一。但是氧化钇稳定氧化锆陶瓷的高硬度、高强度也给牙科修... 氧化钇稳定氧化锆陶瓷(Y-TZP)与其他稳定类型的氧化锆陶瓷相比,具有烧结温度低、高硬度、断裂韧性和抗弯强度以及良好的生物相容性等优点,因此成为目前最理想的齿科修复材料之一。但是氧化钇稳定氧化锆陶瓷的高硬度、高强度也给牙科修复材料的制造工艺带来了一定的困难。总结了氧化钇稳定的氧化锆陶瓷的制备方法和成型工艺,指出了不同制备方法和成型工艺的优点和不足,并对医用氧化锆陶瓷未来的发展趋势提出了展望。 展开更多
关键词 氧化钇稳定氧化锆 制备方法 成型工艺
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纳米级钇稳定氧化锆的制备与电性能表征 被引量：11
10
作者 彭冉冉 夏长荣 +2 位作者 杨蔚光 彭定坤 孟广耀 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2001年第2期218-222,共5页
以共沸蒸馏过程辅助的化学方法制备了纳米级的钇稳定氧化锆 (YSZ)粉体 .结果表明共沸蒸馏的方法有效地实现了沉淀的完全脱水 ,从而阻止了颗粒间的硬团聚 .X射线衍射研究指出共沉淀物转变为立方相的最低温度为 6 0 0℃ .X射线衍射谱和高... 以共沸蒸馏过程辅助的化学方法制备了纳米级的钇稳定氧化锆 (YSZ)粉体 .结果表明共沸蒸馏的方法有效地实现了沉淀的完全脱水 ,从而阻止了颗粒间的硬团聚 .X射线衍射研究指出共沉淀物转变为立方相的最低温度为 6 0 0℃ .X射线衍射谱和高分辨透射电镜照片均显示在 6 0 0℃下灼烧得到的粉体的粒径为 6nm ,而由BET比表面积测定计算所得到的粉体粒径则为 1 1nm ,从而确定团聚为软团聚 .YSZ样片在1 5 0 0℃下烧结 5h得到了相对密度为 94.8%的烧结体 .以交流阻抗谱技术研究在空气和氩气气氛中材料的电导率 ,在 90 0℃空气气氛下测得的电导率为 0 .0 5 6S·cm-1,而在氩气气氛下可达到 0 .0 6 7S·cm-1,显著高于用单纯共沉淀法制备的YSZ样片的电导率 (0 .0 0 9S·cm-1)及用Plastercasting法制备的电导率 (0 0 2 8S·cm-1) .而电导活化能为 0 .88- 0 .89eV ,较文献报导值低 . 展开更多
关键词 氧化钇稳定氧化锆 共沸蒸馏 固体电解质 固体氧化物燃料电池 制备 电性能
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大气等离子喷涂氧化锆热障涂层研究进展 被引量：11
11
作者 徐鹏 宋仁国 王超 《热加工工艺》 CSCD 北大核心 2011年第12期114-117,共4页
简要概述了大气等离子喷涂技术、等离子喷涂热障涂层选用氧化锆材料的原因及其具有的优异性能,同时也介绍了等离子喷涂制备热障涂层的国内外研究现状并指出了未来的发展方向。
关键词 等离子喷涂 热障涂层 二氧化锆 氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ)
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不同钇含量氧化锆基热障涂层材料CMAS腐蚀行为研究 被引量：2
12
作者 张晗 王晶 +3 位作者 陆杰 陈小龙 黄轶男 赵晓峰 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第17期46-56,共11页
系统研究了不同YO1.5含量掺杂氧化锆基材料(8YSZ、20YSZ、38YSZ、55YSZ)以及纯氧化钇材料(Y_(2)O_(3))在1300℃下的CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(CMAS)腐蚀行为。结果表明,不同钇含量氧化锆基材料表现出具有显著差异的CMAS腐蚀行为。对... 系统研究了不同YO1.5含量掺杂氧化锆基材料(8YSZ、20YSZ、38YSZ、55YSZ)以及纯氧化钇材料(Y_(2)O_(3))在1300℃下的CaO-MgO-Al_(2)O_(3)-SiO_(2)(CMAS)腐蚀行为。结果表明,不同钇含量氧化锆基材料表现出具有显著差异的CMAS腐蚀行为。对于YO1.5含量较低的8YSZ与20YSZ而言,腐蚀行为由溶解-再析出及晶界腐蚀所主导,前者析出小球颗粒ZrO_(2),后者的析出物则是直接沉积在原始ZrO_(2)表面形成核壳结构;随着YO1.5含量的增加,腐蚀行为逐渐转变成反应腐蚀,38YSZ以及55YSZ与CMAS熔盐快速反应结晶,形成一层连续致密、含磷灰石相的保护层,能够有效阻挡CMAS熔盐的进一步侵蚀,并且55YSZ所形成的保护层中磷灰石相的体积分数更多,抗CMAS腐蚀能力更佳;纯Y_(2)O_(3)样品也能与CMAS熔盐快速反应,从而形成一层致密的纯磷灰石层,抗CMAS腐蚀能力良好。因此,可以通过调控氧化锆基材料中的钇含量,从而调控热障涂层抗CMAS腐蚀能力。 展开更多
关键词 热障涂层(TBCs) CMAS腐蚀 氧化钇掺杂氧化锆 磷灰石 陶瓷材料
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氧化钇含量对YSZ热障涂层抗CMAS腐蚀性能的影响 被引量：4
13
作者 王晶 陆杰 +3 位作者 赵晓峰 陈小龙 黄轶男 张晗 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期25-36,共12页
系统研究大气等离子喷涂不同含量YO1.5掺杂氧化锆涂层(8YSZ、38YSZ和55YSZ)在1300℃下的环境沉积物(CMAS熔盐)腐蚀行为和机制。结果表明:8YSZ涂层会发生严重的CMAS熔盐腐蚀,在基体与CMAS界面处,通过溶解-再析出,生成非保护性、含Ca和较... 系统研究大气等离子喷涂不同含量YO1.5掺杂氧化锆涂层(8YSZ、38YSZ和55YSZ)在1300℃下的环境沉积物(CMAS熔盐)腐蚀行为和机制。结果表明:8YSZ涂层会发生严重的CMAS熔盐腐蚀,在基体与CMAS界面处,通过溶解-再析出,生成非保护性、含Ca和较低Y含量的C-ZrO_(2),并有明显的晶界腐蚀现象;对于较高含量YO1.5掺杂的38YSZ和55YSZ涂层,随着反应的进行,除球状C-ZrO_(2)外,还生成保护性的磷灰石(apatite)和石榴石(garnet)产物,能够有效阻止CMAS熔盐的进一步侵蚀;并且,55YSZ涂层表现出优于38YSZ的抗CMAS熔盐腐蚀能力。从光学碱度而言,YO1.5含量越高,涂层与CMAS熔盐的反应活性越高,越容易生成在CMAS熔盐中稳定存在的产物;从反应进程来分析,高YO1.5含量的涂层材料能够促使Y3+在CMAS熔盐中的饱和,进而生成更为稳定、连续的物相(如磷灰石、石榴石),避免基体材料进一步与CMAS熔盐接触、反应,从而提高了抗CMAS腐蚀能力。 展开更多
关键词 热障涂层 CMAS熔盐腐蚀 氧化钇掺杂氧化锆 等离子喷涂
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稳定氧化锆气流粉碎中除尘料的晶相研究
14
作者 王霞 宗俊锋 《无机盐工业》 CAS 北大核心 2008年第5期48-49,共2页
采用共沉淀法制备氧化钇稳定的氧化锆(YSZ),通过气流粉碎使产品粒径D50<2.0μm。用激光粒度仪和X射线衍射仪分别对气流粉碎成品料和除尘料进行了粒径和结构的测试分析。结果表明,成品料的单斜晶型质量分数为18.1%,除尘料质量分数为28... 采用共沉淀法制备氧化钇稳定的氧化锆(YSZ),通过气流粉碎使产品粒径D50<2.0μm。用激光粒度仪和X射线衍射仪分别对气流粉碎成品料和除尘料进行了粒径和结构的测试分析。结果表明,成品料的单斜晶型质量分数为18.1%,除尘料质量分数为28.7%。经600,900,1200℃3个温度条件焙烧后,单斜晶型含量趋于相近,粒径无大变化。初步探讨了导致除尘料单斜晶型含量高的原因及合理利用方案,达到降低生产成本的目的。 展开更多
关键词 氧化钇 稳定氧化锆 晶相分析 共沉淀 除尘料
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锆基陶瓷热障涂层的腐蚀研究进展 被引量：1
15
作者 韩旭 耿洪滨 +2 位作者 王铀 李仰 张晓东 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第4期89-103,共15页
近年来随着航空与航海工业的迅速发展,具有耐高温、长寿命、耐腐蚀等优势的发动机叶片成为开发新一代航空发动机和涡轮发动机的重要一环。热障涂层(TBCs)作为常用的热防护技术,一方面可为发动机叶片部分金属基底提供隔热保护,使其免受... 近年来随着航空与航海工业的迅速发展,具有耐高温、长寿命、耐腐蚀等优势的发动机叶片成为开发新一代航空发动机和涡轮发动机的重要一环。热障涂层(TBCs)作为常用的热防护技术,一方面可为发动机叶片部分金属基底提供隔热保护,使其免受高温气体的影响;但另一方面,更高的发动机工作温度使得叶片及其表面TBCs遭受严重的环境沉积物腐蚀,造成过早失效,腐蚀类型主要有热腐蚀、CMAS腐蚀、熔盐腐蚀等。腐蚀已成为限制TBCs工作温度和服役寿命的难题,抗腐蚀防护是目前TBCs领域研究的重点。本文首先简述了以氧化钇稳定氧化锆陶瓷(YSZ)为主的热障涂层材料的主要特性,再简述了TBCs的不同腐蚀的反应机理,重点从涂层的微观结构设计、梯度涂层的设计、涂层成分改性及掺杂改性等方面与涂层腐蚀过程之间的影响关系出发,阐述了TBCs改性方法与涂层腐蚀的特点。提出未来涂层改进与防护的几种方法,最后对TBCs的腐蚀防护发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 热障涂层(TBCs) 氧化钇稳定氧化锆陶瓷(YSZ) 腐蚀失效 热生长氧化物(TGO) 改性
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稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层研究现状与趋势 被引量：7
16
作者 王鹏程 赵运才 +3 位作者 刘明 王慧鹏 马国政 王海斗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期9069-9076,共8页
随着科技的进步与发展,面对日趋复杂的工作环境,传统的氧化钇部分稳定的氧化锆(Yttria partially stabilized zirconia)热障涂层材料在高于1200℃的环境下服役时,易出现相变、烧结收缩严重等问题,降低了涂层的隔热性能,同时伴随有一定... 随着科技的进步与发展,面对日趋复杂的工作环境,传统的氧化钇部分稳定的氧化锆(Yttria partially stabilized zirconia)热障涂层材料在高于1200℃的环境下服役时,易出现相变、烧结收缩严重等问题,降低了涂层的隔热性能,同时伴随有一定的体积变化而加速涂层的剥落,需要研发性能更好的热障涂层以适应未来的工作环境。新一代热障涂层分为以下几类:(1)掺杂稀土氧化物改性YSZ热障涂层;(2)萤石或焦绿石结构热障涂层;(3)钇铝石榴石或磁铁铅矿热障涂层;(4)钙钛矿结构热障涂层。其中,采用稀土氧化物掺杂对YSZ进行改性的热障涂层由于可以有效降低热障涂层的热导率,提高其高温相稳定性、高温抗氧化性、高温抗腐蚀性能等而引起国内外学者的关注。本文主要介绍了目前几种有希望代替传统YSZ涂层的稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层,稀土氧化物包括CeO_(2)、Sc_(2)O_(3)、Gd_(2)O_(3)、La_(2)O_(3),对不同稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层材料的物理化学性质、研究现状及存在的问题进行了综述。其中掺杂CeO_(2)可降低涂层的热导率,使其耐Na_(2)SO_(4)腐蚀能力增强,并提高其热稳定性;掺杂Sc_(2)O_(3)不仅降低涂层的热导率,还大大提高其相稳定性,使涂层在1500℃高温下经过长时间热处理后仍然保持单一的t'相;掺杂Gd_(2)O_(3)可有效提高其耐热腐蚀性,但过量掺杂会降低涂层的力学性能;掺杂La_(2)O_(3)可增强涂层的抗烧结能力,有效降低其热导率。本文还对影响稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层性能的其他因素(如制粉方式、喷涂工艺等)的研究现状进行了简单的介绍,对今后热障涂层体系的发展趋势及研发思路进行总结,为新型热障涂层的研制提供参考。 展开更多
关键词 热障涂层 稀土氧化物 热导率 氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)
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APS制备7YSZ热障涂层镀铝改性的抗氧化性（英文） 被引量：3
17
作者 许世鸣 张小锋 +3 位作者 刘敏 邓春明 邓畅光 牛少鹏 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期283-287,共5页
热障涂层(TBC)的使用对燃气轮机的寿命和效率都有明显提升,而TBC一般是由金属粘结层和ZrO_2-7%(质量分数) Y_2O_3(7YSZ)陶瓷层组成。与飞行器推进系统的TBC相比,燃气轮机的服役环境有其特殊性。在工业燃气轮机服役过程中,TBC系统中金属... 热障涂层(TBC)的使用对燃气轮机的寿命和效率都有明显提升,而TBC一般是由金属粘结层和ZrO_2-7%(质量分数) Y_2O_3(7YSZ)陶瓷层组成。与飞行器推进系统的TBC相比,燃气轮机的服役环境有其特殊性。在工业燃气轮机服役过程中,TBC系统中金属粘结层的氧化是导致涂层过早失效最重要的原因之一。TGO(热生长氧化层)的形成不可避免,但抑制TGO的生长速率可以提高TBC的使用寿命,而7YSZ是一种对氧离子扩散几乎无阻碍作用的材料。因此,在7YSZ涂层上覆盖一层氧离子扩散障碍膜是阻止TGO生成的一种可行方法。本研究中,在7YSZ涂层表面沉积一层铝膜。经热处理后,在7YSZ涂层表面通过Al和ZrO_2原位反应生成α-Al_2O_3层,该层可以作为氧离子扩散障碍层。此外,对热处理压力和铝改性的7YSZ涂层抗氧化性关系进行了研究。 展开更多
关键词 铝改性热障涂层 氧化钇稳定氧化锆(7YSZ)涂层 抗氧化性 热生长氧化物
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添加ZrO_2或Y_2O_3对氧化镁高温真空稳定性的影响 被引量：3
18
作者 刘洋 李志坚 +1 位作者 吴锋 刘剑 《耐火材料》 CAS 北大核心 2018年第1期31-34,共4页
为提高氧化镁在高温真空环境下的稳定性,在粒度≤0.074 mm、w(Mg O)=98.70%的轻烧氧化镁粉中分别外加质量分数为0、0.5%、1%和2%的Zr O2或Y2O3后,混合、成型的试样经1 750℃保温6 h煅烧。将煅烧后试样在真空度为1.5×10-2Pa、于1 60... 为提高氧化镁在高温真空环境下的稳定性,在粒度≤0.074 mm、w(Mg O)=98.70%的轻烧氧化镁粉中分别外加质量分数为0、0.5%、1%和2%的Zr O2或Y2O3后,混合、成型的试样经1 750℃保温6 h煅烧。将煅烧后试样在真空度为1.5×10-2Pa、于1 600℃保温1 h的条件下进行真空稳定性试验,然后对试样的质量损失、物相组成进行分析,并进行晶体学计算。结果表明:添加Zr O2或Y2O3可引起氧化镁的晶格畸变,Zr4+、Y3+部分取代Mg O晶格中Mg2+位置,形成晶格畸变,同时产生阳离子空位,对周围原子起到束缚作用,降低了原子振动频率,从而减少逸散原子的数量,提高了氧化镁在高温真空条件下的稳定性。 展开更多
关键词 氧化镁 真空稳定性 氧化锆 氧化钇 晶格畸变
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YSZ基热障涂层研究进展 被引量：1
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作者 杨子毅 付永强 +3 位作者 王优强 谷炎琦 黄淑元 孟凤云 《表面技术》 北大核心 2025年第5期27-43,共17页
随着航空技术的不断进步,航空发动机涡轮前温度不断攀升,对热端部件的耐高温性能及相应的冷却手段也提出了更高的要求。热障涂层作为热端部件(尤其是涡轮叶片)隔热冷却性能的关键技术之一,其研究和应用受到广泛关注。综述了氧化钇部分... 随着航空技术的不断进步,航空发动机涡轮前温度不断攀升,对热端部件的耐高温性能及相应的冷却手段也提出了更高的要求。热障涂层作为热端部件(尤其是涡轮叶片)隔热冷却性能的关键技术之一,其研究和应用受到广泛关注。综述了氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)基热障涂层的研究进展,重点探讨了YSZ涂层的改性方法、制备技术及失效机理。通过涂层设计的材料(如稀土或过渡金属氧化物等)角度,综述了它对YSZ涂层热导率、高温相稳定性和抗烧结等性能的影响,并详细探讨了单元氧化物掺杂和多元氧化物共掺杂对YSZ涂层改性的机理和影响。同时,介绍了大气等离子喷涂(APS)、电子束物理气相沉积(EB-PVD)和等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)等主要YSZ涂层制备技术,对比了它们的优势和局限性。此外,探讨了热障涂层的主要失效模式,包括热膨胀系数不匹配、热生长氧化物(TGO)、CMAS腐蚀及Na2SO4+V2O5熔盐腐蚀失效,并总结了热障涂层的失效机理。最后对未来YSZ基热障涂层的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 热障涂层 氧化钇部分稳定氧化锆 YSZ掺杂改性 涂层制备技术 涂层失效
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高温环境下等离子喷涂56YSZ涂层CMAS腐蚀机制分析
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作者 胡延浩 范习之 +2 位作者 黄文质 赵凯睿 毛卫国 《表面技术》 北大核心 2025年第12期61-71,共11页
目的阐明56%(质量分数)氧化钇稳定氧化锆(56YSZ)涂层1350℃条件下CMAS(钙镁铝硅酸盐)腐蚀行为,分析腐蚀产物及其演变规律,揭示等离子喷涂56YSZ涂层高温CMAS腐蚀机理。方法利用大气等离子喷涂方法制备56YSZ涂层,在1350℃条件下对表面涂敷... 目的阐明56%(质量分数)氧化钇稳定氧化锆(56YSZ)涂层1350℃条件下CMAS(钙镁铝硅酸盐)腐蚀行为,分析腐蚀产物及其演变规律,揭示等离子喷涂56YSZ涂层高温CMAS腐蚀机理。方法利用大气等离子喷涂方法制备56YSZ涂层,在1350℃条件下对表面涂敷CMAS(33Ca O-9Mg O-13Al O1.5-45SiO_(2))的56YSZ涂层进行CMAS腐蚀试验。结合X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和能谱分析仪(EDS),表征经1350℃腐蚀不同时间后涂层物相结构与微观形貌,以分析1350℃条件下56YSZ涂层CMAS腐蚀行为。结果在1350℃高温环境下,涂层CMAS腐蚀速率随时间延长呈明显的下降趋势,8 h后涂层CMAS腐蚀速率最低(0.50μm/h),且经过50 h腐蚀后CMAS腐蚀深度由(150.9±11.0)μm增至(172.5±18.3)μm。在腐蚀初期,CMAS熔体快速渗透,与涂层反应生成了磷灰石相;然而,随着CMAS熔体中Si^(4+)/Al^(3+)比值逐渐降低,熔体与涂层反应生成了石榴石相,且c-ZrO_(2)包裹磷灰石相与石榴石相形成了致密的保护层;最终涂层腐蚀区反应产物主要为c-ZrO_(2)、磷灰石相及石榴石相。结论56YSZ涂层在1350℃条件下展现出优异的抗CMAS腐蚀性能,腐蚀反应生成的磷灰石相、石榴石相以及c-ZrO_(2)共同组成了致密保护层,有效阻滞了CMAS熔体的腐蚀渗透,并快速消耗CMAS熔体活性元素,在56YSZ涂层抗腐蚀过程中起到了积极作用。 展开更多
关键词 高氧化钇稳定氧化锆 CMAS腐蚀 热障涂层 腐蚀机理 热渗透 大气等离子喷涂
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