595 / 2023-04-13 19:23:59

热障涂层陶瓷层高温抗烧结粉末微结构设计与制备

热障涂层；高温烧结；YSZ；La2Zr2O7；双壳粉末

现役热障涂层（TBCs）服役温度高于1250℃时，陶瓷层（YSZ）内部温差诱发其外表面片层与内部片层烧结收缩的巨大差异化。这种差异化烧结导致YSZ片层发生逐层剥落，致使TBCs寿命陡降。针对该问题，基于YSZ层烧结机理，本文首先验证了YSZ/La₂Zr₂O₇异质表面抗烧结性，结果表明YSZ/La₂Zr₂O₇的异质表面能够显著提升烧结抗力。基于此，研究并制备了双壳微结构抗烧结粉末（内壳YSZ+外壳La₂Zr₂O₇），表征了双壳微结构粉末的高温抗烧结性能。结果显示，基于两种粉末束流角度变化可以制备不同微结构的双壳粉末；在1200℃经历200h烧结后，YSZ孔隙率从31%降至13%，试样收缩率约为4.6%；三种微结构粉末试样孔隙率从28%降至18%，试样收缩率约为2.4%。因此，通过双壳微结构设计可以实现抗烧结粉末（内壳YSZ+外壳La₂Zr₂O₇）的制备，进而实现抗烧结陶瓷层的制备。