R2O3+Er2O3稳定ZrO2的新型TBC材料

摘要：

通过溶胶凝胶法合成8YSZ以及R2O3+Er2O3稳定ZrO2陶瓷粉体.采用X射线衍射(XRD)结合Rietveld精修分析相组成和晶体结构,透射电镜(TEM)分析晶粒尺寸,热导率分析仪(TCA)和热膨胀分析仪(TMA)分析热物理性能.进一步将R2O3+Er2O3稳定ZrO2陶瓷粉体与氧化铝粉混合并制成试片,在1400℃下进行不同时间的热处理.结果表明:(1)所有R2O3+Er2O3稳定的ZrO2均为非转化亚稳相(t'相),且热导率低于常规的8YSZ,较低的导热系数可以提供更好的隔热性能,以更好防止底层和基体的氧化;(2)Er2O3和Er2O3+Yb2O3稳定的ZrO2在1400℃时表现出比8YSZ更好的相稳定性,这表明当应用温度在1200℃以上时,可提高热障涂层的使用寿命,可考虑用于1200℃以上的新一代燃气发动机;(3)R2O3+Er2O3稳定的ZrO2的相稳定性主要与√2c/a(a,c为晶格常数)有关,且决定了阳离子扩散速率.当c/a(a=b,b为晶格常数)增长快时,√2c/a也增加,促进了阳离子的扩散;反之,降低√2c/a可以降低阳离子的扩散.当√2c/a值在1.01左右时,试样表现出较差的相稳定性.

关键词：涡轮叶片、热障涂层、导热系数、相稳定性

所属期刊栏目：46

分类号：TB34(工程材料学)

资助基金：国家科技重大专项2017-Ⅶ-0007-0100

在线出版日期：2022-09-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：853-861