Al_2O_3的能带结构和光学函数的关系

采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理CASTEP计算程序,研究Al_2O_3的能带结构和光学函数.结果表明,α-Al_2O_3和γ-Al_2O_3的能带结构形状相似,γ-Al_2O_3的高对称性使得费米面向高能级方向移动,进入导带;对于较常见的几种波长激光,α-Al_2O_3的介电函数虚部均为0,实部随着激光波长增大而减小;γ-Al_2O_3的介电函数虚部、实部随着激光波长增大而增大.γ-Al_2O_3的介电函数虚部、实部和反射率均高于α-Al_2O_3,在激光波长为10.6 ìm时反射率最高,达到40.1%,为α-Al_2O_3的7倍.     

GYSZ-NiCr2O4复相陶瓷材料的高温稳定性及隔热能力研究

针对目前热障涂层光子导热较高的问题,设计了Gd掺杂YSZ-NiCr₂O₄复相陶瓷材料(GYSZ-NCO),并对其烧结参数、热稳定性及热导率进行了分析。结果表明,在烧结温度为1600℃时可获得四方相GYSZ材料,且GYSZ-NCO系列材料在1500℃下具有较高的热稳定性,保温300 h无相变发生,加入NiCr₂O₄后,GYSZ材料热导率在高温下无明显回升,表现出了优良的抗光子导热能力,GYSZ-5%NCO材料热导率最低,在1200℃时仅为2.23 W/(m·K)。     

等离子喷涂La_(0.8)Ca_(0.2)CrO_3高发射率涂层研究

本文以氧化镧、氧化钙、氧化铬为原料,按分子式La0.8Ca0.2Cr O3进行配料,球磨后,采用固相合成法制备原始粉末,再经喷雾干燥处理,将其制备成团聚体粉末,并将粉末粒度分布范围控制在20~60μm,采用等离子喷涂法在高温合金基体表面制备高发射率涂层。采用IRE-2型红外辐射仪对其全波段发射率进行了测试,利用XRD对涂层的相结构进行了分析,并对涂层的金相、结合强度及抗热震性能进行了测试。结果表明,所制备的La0.8Ca0.2Cr O3涂层结合强度为21MPa,孔隙率为14.8%,在600~800℃高温范围内,其全波段发射率可达0.87~0.88,同时,该涂层试样经1100℃~室温水热震10次后没有发生剥落失效现象,涂层具有良好的抗热震性能。     

Performance of Dy2Zr2O7 Thermal Barrier Coating in Thermal-Shock Test

通过北气等离子喷涂(APS)制备了一种基于锆酸镝(Dy2Zr2O7)的新型热障涂层,该涂层具有更低的热导率及与镍基高温合金更匹配的热膨胀系数。对涂层的结构、相组成以及抗热震性能进行了研究。此外,对涂层在热震循冲过程中的失效过程进行了讨论。结果表明,在6~8次热震循冲后,涂层从基体表面脱落。陶瓷层中的微裂纹在热震过程中生长并导致粘结层界面附近的陶瓷层被压碎,从而最终导致陶瓷层的脱落。     

HPPS制备SiC陶瓷涂层组织特征及抗烧蚀性能

为了提高C/C基体材料在高温有氧环境中的抗烧蚀性能,尝试采用高能等离子喷涂工艺(high power plasmaspraying, HPPS)在C/C基体表面制备SiC涂层。在对SiC涂层制备工艺探索优化过程中共设计了3组HPPS喷涂参数,利用氧乙炔火焰对得到的涂层试验进行抗烧蚀性能考核,考核温度为1500℃,时间为150和300 s。通过XRD、SEM和EDS等方法对烧蚀前后涂层样品的成分及组织进行了表征。结果表明:3组参数所制得SiC涂层的孔隙率分别是21.3%、17.4%和15.3%。孔隙率逐渐减小原因是在主气流量相对较高和辅气流量较低的条件下,SiC粉末与等离子射流场特征匹配较好,SiC粉末颗粒加热较为充分,达到更好的熔融状态,而且获得较大的动能,因此所得涂层沉积率逐渐升高而孔隙率逐步降低;在涂层制备过程中SiC颗粒均发生了一定程度的氧化,导致涂层中含有一定量的非晶态SiO_2;经过300 s高温烧蚀考核后,SiC涂层为C/C基体提供了有效的防护。由于烧蚀过程中存在温度梯度,导致涂层表面在烧蚀后呈现3种不同的烧蚀形貌,分别是中心致密区、过渡区和边缘疏松区。在烧蚀过程中,涂层中心区域表面形成的SiO_2玻璃层,有利于阻挡O_2的渗入,起到了抗氧化的作用。