黏结相对YSZ基高温封严涂层沉积效率和热循环性能的影响

为解决YSZ(Y_(2)O_(3)部分稳定的ZrO_(2))陶瓷基高温封严涂层沉积效率较低和易于过早剥落失效的问题,选择氧化铝(Al_(2)O_(3))、钇铝石榴石(Y_(3)Al_(5)O_(12),YAG)及镁铝尖晶石(MgAl_(2)O_(4))为三种高温黏结相,通过喷雾造粒的方法分别制备出B0(无黏结相)、B1(含Al_(2)O_(3))、B2(含YAG)和B3(含MgAl_(2)O_(4))等四种YSZ基团聚颗粒,研究黏结相对涂层沉积效率和热循环性能的影响。结果表明,YAG的黏附和包裹作用最强,与B0型粉末相比,B2型粉末的沉积效率提高了181.49%;热循环过程中不断增长的裂纹扩展驱动力和陶瓷材料的脆性属性是导致陶瓷涂层剥落失效的主要原因,由于YAG相的弥散增韧作用,B2型涂层的断口呈现出类韧窝形貌,与B0型涂层相比,B2型涂层的断裂韧性提高了39.76%,热循环寿命提高了43.68%。YAG黏结相的添加显著地提高了YSZ陶瓷基高温封严涂层的沉积效率,同时较好地提高了涂层的热循环寿命。

粘接相对YSZ基高温封严涂层沉积效率的影响

通过喷雾造粒法制备出含不同粘接相的B0(不含粘接相)、B1(氧化铝)、B2(钇铝石榴石)和B3(镁铝尖晶石)4种YSZ(YOpartially stabilized Zr O)基团聚颗粒,对4种团聚颗粒的流动性、松装密度及粒径分布进行了研究。利用等离子喷涂技术制备了上述4组高温封严涂层,测量了各组粉末的沉积效率,分析了不同粘接相的粘接机理。结果表明,与B0型团聚粉末相比,B1、B2和B3型团聚粉末的流动性分别降低了6.94%、5.15%和25.2%,松装密度分别减少了2.85%、2.19%和7.67%,大粒度的团聚粉末所占比例分别提高了15.82%、6.65%和29.75%;B1、B2和B3型团聚粉末的沉积效率分别提高了75.80%,181.49%和59.21%。粘接相熔融后对未熔融YSZ粒子和未烧损聚苯酯粒子的黏附和包裹作用是提高涂层沉积效率的主要原因。由于钇铝石榴石粘接相熔点最低、粒度适中,得到的B2型团聚颗粒流动性最好,松装密度最大,大颗粒所占比例最小,因此B2型涂层具有最高的沉积效率。