团聚粉末粒度对PS-PVD制备GYbZ热障涂层的性能影响

作者：杨朔; 毛杰; 邓子谦; 胡方; 邓春明; 邓畅光

来源：表面技术, 2022, 1-12.

• 粉末粒径
• 等离子喷涂-物理气相沉积
• GYbZ
• 热障涂层

目的 探究不同粒度的微米级团聚粉末对等离子喷涂-物理气相沉(PS-PVD)制备GYbZ热障涂层性能的影响。方法以微米团聚的(Gd_(0.9)Yb_(0.1))_(2)Zr_(2)O_(7)(GYbZ)粉末为原料，通过PS-PVD工艺在镍基高温合金表面用三种不同粒径团聚粉末制备GYbZ热障涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析了GYbZ热障涂层的微观结构及相组成；采用电子万能试验机测试涂层的结合强度；最后采用自动水淬机对涂层的抗热震性能进行测试。结果随着团聚粉末粒度的减小，团聚粉末的球形度会变低，且粉末的孔隙率逐渐变大，团聚粉末粒度越小，喷涂的气化率越高，涂层中未熔粒子越少，涂层羽-柱状结构越明显，但D50为13μm的团聚粉末在喷涂时，因粉末粒度过小以及流动性较差，送粉过程中部分粉末未能顺利的通过喷嘴到达等离子焰流的中心。涂层的沉积率会略微降低。GYbZ团聚粉末衍射图呈现出Gd_(2)Zr_(2)O_(7)与Yb_(2)O_(3)两种相的堆叠，而GYbZ涂层衍射图呈现单一的缺陷萤石结构。同时随着团聚粉末粒度的减小，制备出相应涂层的力学性能和抗热震性能有着明显的提高。结论采用D50为13 μm的团聚粉末制备的涂层具有完整的羽毛-柱状结构且拥有最高的结合强度及最好的抗热震性能。

• 单位
  广东省现代表面工程技术重点实验室; 广东省科学院; 沈阳工业大学