氧化钆改性铈酸镧热障涂层材料设计及涂层抗热震性能研究

作者：高丽华^*; 邓霞; 彭浩然; 章德铭

来源：热喷涂技术, 2020, 12(04): 22-28.

• 热障涂层
• La2Ce2O7
• 抗热震性能
• Gd2O3

La2Ce2O7(LC)由于具有比YSZ更低的热导率、更高的热膨胀系数和良好的高温相稳定性,是一种极具前景的热障涂层陶瓷材料。但该材料热膨胀系数在200～400℃温度区间存在异常下降现象,从而引起涂层过早失效的问题。目前,通过掺杂Gd2O3可有效解决LC低温段热膨胀系数下降的问题,但是,Gd2O3改性La2Ce2O7热障涂层最优掺杂浓度及涂层性能还未见报道。本文采用化学共沉淀法制备了三种不同浓度Gd2O3改性La2Ce2O7材料((LaxGd1-x)2Ce2O7(x=0,0.1,0.2,0.3)),研究了掺杂浓度对其热物理性能及相稳定性的影响,采用等离子喷涂工艺制备了(La0.8Gd0.2)2Ce2O7 (LGC)涂层,研究了涂层的抗热震性能和涂层的失效机理。研究结果表明:(La0.8Gd0.2)2Ce2O7(LGC)材料具有较低的热导率,室温到1400℃无相变,并且经1400℃长时间热处理无相变;其制备的双陶瓷结构LGC/YSZ热障涂层1100℃热震次数可达到109次,较未改性LC/YSZ热障涂层提升了大约60%;两种涂层的失效模式相似,均为陶瓷顶层烧结引起的片状剥落失效。