Sm_2(Zr_(0.7)Ce_(0.3))_2O_7纳米热障涂层材料的制备及其热物性能研究

Sm_2(Zr_(0.7)Ce_(0.3))_2O_7是一种三元稀土氧化物材料,具有耐腐蚀性能好、熔点高、热导率低、热稳定性良好等优点,在热障涂层领域有着潜在的应用前景.以Sm_2O_3,ZrOCl_2·8H_2O和Ce(NO_3)3·6H_2O为原材料,通过水热合成法制备了Sm_2(Zr_(0.7)Ce_(0.3))_2O_7是纳米材料,并与同样方法制备的Sm_2Zr_2O_7的相关性能进行了对比.通过TG-DSC、XRD、Raman、SEM等测试手段对材料的热行为、相结构、晶粒尺寸和形貌等参数进行了表征.结果表明:Sm_2(Zr_(0.7)Ce_(0.3))_2O_7纳米材料在高温热处理后为烧绿石结构,初始样品的晶粒尺寸为5.43 nm,比表面积为103.11 m2g^(-1).同时对热导率、热膨胀系数等热物性能进行了研究,其热导率为1.04 W m^(-1)K^(-1),热膨胀系数为10.86×10^(-6)K^(-1),这些性能均满足热障涂层的标准.与Sm_2Zr_2O_7相比,Sm_2(Zr_(0.7)Ce_(0.3))_2O_7具有更优异的性能,是一种具有广泛应用前景的纳米热障涂层材料.

双陶瓷层热障涂层3.5%Y_2O_3-La_2(Zr_(0.7)Ce_(0.3))_2O_7/YSZ研究

采用EB-PVD沉积了3.5%Y_2O_3-La_2(Zr_(0.7)Ce_(0.3))_2O_7(3.5YLZ7C3)/YSZ双陶瓷热障涂层,分析了涂层的成分、相结构、组织形貌和热循环氧化性能。研究表明:La_2(Zr_(0.7)Ce_(0.3))_2O_7(LZ7C3)材料中掺杂Y_2O_3能有效地降低涂层中La2O3/Zr O_2/Ce O_2的成分偏差;双陶瓷涂层在1050℃下氧化增重动力学为M=0.1219t1/3,相比抛物线型YSZ涂层的氧化增重曲线,较大减缓了氧化速度;沉积态双陶瓷涂层表面结构(即3.5Y-LZ7C3涂层结构)为烧绿石结构,经过热循环后逐渐分解,出现了萤石结构以及La_2O_3的衍射峰;在1050℃双陶瓷层热循环氧化寿命达768 h。