La2Zr2O7热障涂层中Y2O3:Eu3+应力检测单元的高温稳定性及响应机制

摘要：

热障涂层(TBCs)服役过程不可避免会经历应力的累积和释放,最终导致涂层开裂失效,因此应力检测是探究TBCs失效的关键之一.本文通过构建热障涂层材料(La2Zr2O7,LZO)与荧光发光材料Y2O3:Eu3+复合体系,研究了Y2O3:Eu3+及复合体系的高温稳定性及发光特征,建立了荧光发光特征峰与TBCs层内应力对应关系,最终揭示了LZO/Y2O3:Eu3+复合体系应力响应机制.结果表明:荧光粉末经1200℃高温煅烧2 h后仍表现出优异的发光特性;随着Y2O3:Eu3+添加量的增加,复合体系特征波长对应的发光峰强度呈不断增加的趋势,但增加幅度不断减小,最终选用Y2O3:Eu3+添加量为6％(质量分数);在LZO/Y2O3:Eu3+复合涂层体系中,Eu3+的5D0→7F1跃迁在5D0→7FJ(J=0,1,2,3,4)跃迁中占主导地位,最终拟合得到5D0→7F1跃迁峰谱带重心波长与涂层内拉应力/压应力的线性关系.拉应力传感方程为λT=614.92510+0.03434σT,灵敏度为0.03434 nm/MPa.压应力传感方程为λP=618.60583?0.06407σP,灵敏度为0.06407 nm/MPa.

关键词：热障涂层、应力检测、高温稳定性、荧光

所属期刊栏目：33

分类号：TG174.4(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金;兰州理工大学红柳优秀青年人才支持计划;西安交通大学金属材料强度国家重点实验室开放课题项目;甘肃省科技重大专项;甘肃省教育厅双一流科研重点项目;甘肃省青年科技基金资助项目

在线出版日期：2023-04-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：455-467