等离子喷涂工艺参数对GdPO4热障涂层组织结构和结合强度的影响

作者：李浩宇; 程玉贤^*; 刘礼祥; 王璐; 王博

来源：航空材料学报, 2022, 42(01): 25-32.

• 热障涂层
• GdPO4
• 等离子喷涂
• 相组成
• 微观结构
• 结合强度

随着航空发动机涡轮进口温度提升，目前最广泛使用的Y2O3部分稳定ZrO2(YSZ)热障涂层(TBCs)已难以满足需求，亟须发展新一代超高温TBCs。GdPO4是一种极具应用前景的TBCs材料。本工作采用等离子喷涂方法制备GdPO4/YSZ双陶瓷层结构TBCs，研究喷涂工艺参数特别是喷涂功率对GdPO4陶瓷涂层相组成、表面形貌、微观结构以及结合强度的影响。结果表明：等离子喷涂GdPO4过程中会有元素P损耗，得到的涂层除了GdPO4外，还有一些Gd3PO7相；随着喷涂功率降低，Gd3PO7相含量减少；GdPO4陶瓷涂层的主体结构由充分熔融的喷涂粒子堆垛构成，其中镶嵌有未熔化粒子构成的微区；随着喷涂功率降低，未熔化微区增多，涂层厚度降低；GdPO4/YSZ TBCs的结合强度随喷涂功率降低而减小，主要是由于未熔化微区增多降低了涂层的内聚力；因此，低喷涂功率不利于涂层的结合强度。

• 单位
  沈阳黎明航空发动机有限责任公司