TiO_2掺杂SmTaO_4陶瓷热物理性能研究

作者：周颖; 石兴华; 甘国友^*; 葛振华; 冯晶

来源：稀有金属材料与工程, 2022, 51(02): 545-551.

• TiO_2-SmTaO_4陶瓷
• 热障涂层材料
• 热物理性能
• 热导率

热障涂层是燃气轮机高温部件保护的重要材料之一，SmTaO_4陶瓷具有优异的高温相稳定性和力学性能，有望成为新型热障涂层材料。本研究采用固相法制备TiO_2掺杂SmTaO_4陶瓷，结果表明：掺杂TiO_2未改变SmTaO_4陶瓷晶体结构，样品均为单斜相，掺杂2mol%TiO_2的SmTaO_4陶瓷烧结过程中出现的第二相为Sm_(0.33)TaO_3；随着TiO_2含量增加，SmTaO_4陶瓷的热导率先下降后上升，当TiO_2掺杂含量为2mol%时，热导率最低为1.42 W·m~(-1)·K~(-1)，低于SmTaO_4(1.59 W·m~(-1)·K~(-1),900℃），与7-8YSZ相比（2.1～2.7 W·m~(-1)·K~(-1),100～900℃）下降了近30%。掺杂2mol%TiO_2的SmTaO_4陶瓷热膨胀性系数最大值为10.8×10~(-6 )K~(-1)，大于YSZ(～10.0×10~(-6 )K~(-1)）和SmTaO_4(9.62×10~(-6 )K~(-1),1200℃），与纯SmTaO_4相比，TiO_2掺杂提高了SmTaO_4陶瓷的热膨胀系数。因此，TiO_2掺杂SmTaO_4陶瓷有望作为新型热障涂层材料使用。

• 单位
  昆明理工大学; 云南省科学技术院