| 稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层研究现状与趋势 |
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| 引用本文： | 王鹏程,赵运才,刘明,王慧鹏,马国政,王海斗. 稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层研究现状与趋势[J]. 材料导报, 2021, 35(9): 9069-9076. DOI: 10.11896/cldb.19090120 |
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| 作者姓名： | 王鹏程 赵运才 刘明 王慧鹏 马国政 王海斗 |
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| 作者单位： | 江西理工大学机电工程学院,赣州341000;陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室,北京100072;江西理工大学机电工程学院,赣州341000;陆军装甲兵学院装备再制造技术国防科技重点实验室,北京100072 |
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| 摘 要： | 随着科技的进步与发展,面对日趋复杂的工作环境,传统的氧化钇部分稳定的氧化锆(Yttria partially stabilized zirconia)热障涂层材料在高于1200℃的环境下服役时,易出现相变、烧结收缩严重等问题,降低了涂层的隔热性能,同时伴随有一定的体积变化而加速涂层的剥落,需要研发性能更好的热障涂层以适应未来的工作环境.新一代热障涂层分为以下几类:(1)掺杂稀土氧化物改性YSZ热障涂层;(2)萤石或焦绿石结构热障涂层;(3)钇铝石榴石或磁铁铅矿热障涂层;(4)钙钛矿结构热障涂层.其中,采用稀土氧化物掺杂对YSZ进行改性的热障涂层由于可以有效降低热障涂层的热导率,提高其高温相稳定性、高温抗氧化性、高温抗腐蚀性能等而引起国内外学者的关注.本文主要介绍了目前几种有希望代替传统YSZ涂层的稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层,稀土氧化物包括CeO2、Sc2 O3、Gd2 O3、La2 O3,对不同稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层材料的物理化学性质、研究现状及存在的问题进行了综述.其中掺杂CeO2可降低涂层的热导率,使其耐Na2 SO4腐蚀能力增强,并提高其热稳定性;掺杂Sc2 O3不仅降低涂层的热导率,还大大提高其相稳定性,使涂层在1500℃高温下经过长时间热处理后仍然保持单一的t'相;掺杂Gd2 O3可有效提高其耐热腐蚀性,但过量掺杂会降低涂层的力学性能;掺杂La2 O3可增强涂层的抗烧结能力,有效降低其热导率.本文还对影响稀土氧化物掺杂改性YSZ热障涂层性能的其他因素(如制粉方式、喷涂工艺等)的研究现状进行了简单的介绍,对今后热障涂层体系的发展趋势及研发思路进行总结,为新型热障涂层的研制提供参考.
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| 关 键 词： | 热障涂层 稀土氧化物 热导率 氧化钇部分稳定的氧化锆 YSZ) |
Research Status and Trend of YSZ Thermal Barrier Coatings Doped with Rare Earth Oxides |
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| WANG Pengcheng,ZHAO Yuncai,LIU Ming,WANG Huipeng,MA Guozheng,WANG Haidou. Research Status and Trend of YSZ Thermal Barrier Coatings Doped with Rare Earth Oxides[J]. Materials Review, 2021, 35(9): 9069-9076. DOI: 10.11896/cldb.19090120 |
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| Authors: | WANG Pengcheng ZHAO Yuncai LIU Ming WANG Huipeng MA Guozheng WANG Haidou |
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