Gd2O3-NiO 共掺对钇稳定氧化锆材料热物理性能的影响

目的研究Gd_2O_3-NiO共掺对钇稳定氧化锆材料热物理性能的影响。方法采用高温固相反应法制得Gd_2O_3-NiO共掺YSZ陶瓷材料。分别利用XRD、扫描电镜观察、激光导热仪、傅立叶红外光谱仪对陶瓷材料的晶体结构、微观结构、热扩散系数及红外透过率进行表征,并对其热导率进行分析。结果 Gd_2O_3-NiO共掺YSZ后,陶瓷材料单斜相含量减少,室温至1300℃的热导率相比YSZ降低,在2.5~5μm波长范围内红外透过率降低。结论 Gd_2O_3-NiO共掺对YSZ陶瓷材料热导率的影响机理为掺杂Gd_2O_3和NiO导致YSZ中单斜相(M)、四方相(T)和立方相(C)含量发生变化,同时YSZ晶格发生畸变。对YSZ辐射传热的影响机理为通过在YSZ中掺杂过渡金属元素Ni使陶瓷材料吸收特定波长的光,进而有效地降低在2.5~5μm短波长的红外透过率,降低其高温下的红外辐射传热。     

等离子喷涂 YSZ 涂层瞬态超高温冲蚀性能研究

目的研究等离子喷涂YSZ涂层的瞬态超高温烧蚀性能。方法借助超音速火焰喷涂设备实现超高温高速火焰,对等离子喷涂YSZ涂层进行瞬态冲蚀,通过火焰中加送氧化铝颗粒模拟对涂层的高温冲刷。采用常规手段评价涂层的抗瞬态超高温冲蚀性能,并对冲蚀部位进行微观观察,探讨涂层的失效机理。结果在3000 K、不添加砂粒的条件下,火焰冲击3 s后钢基体材料表面发生沸腾;喷涂0.6 mm YSZ的试样在火焰冲击60 s后涂层完好。在3000 K、添加砂粒的条件下,火焰冲击3 s后钢基体材料被冲刷出约1.0 mm深坑;喷涂0.6 mm YSZ试样的涂层被火焰冲刷剥落,但基体未受明显损伤;喷涂1 mm YSZ的试样,试验后仍保留部分涂层。结论在3000 K高温瞬态冲蚀条件下,热喷涂1 mm厚YSZ涂层可对材料表面形成有效防护。