稀土氧化钆的变价处理及其应用

本文描述了氧化钇加稀土金属饵的混合物在真空中高温熔融的变价处理方法。用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）和Ｘ光电子能谱（ＸＰＳ）的方法研究了氧化钇的变价特性。加变价氧化钇的镍基高温合金在强度和塑性方面都得到了提高。     

不同钇含量氧化锆基热障涂层材料CMAS腐蚀行为研究

系统研究了不同YO_1.5含量掺杂氧化锆基材料(8YSZ、20YSZ、38YSZ、55YSZ)以及纯氧化钇材料(Y₂O₃)在1300℃下的CaO–MgO–Al₂O₃–SiO₂(CMAS)腐蚀行为。结果表明,不同钇含量氧化锆基材料表现出具有显著差异的CMAS腐蚀行为。对于YO_1.5含量较低的8YSZ与20YSZ而言,腐蚀行为由溶解–再析出及晶界腐蚀所主导,前者析出小球颗粒ZrO₂,后者的析出物则是直接沉积在原始ZrO₂表面形成核壳结构;随着YO_1.5含量的增加,腐蚀行为逐渐转变成反应腐蚀,38YSZ以及55YSZ与CMAS熔盐快速反应结晶,形成一层连续致密、含磷灰石相的保护层,能够有效阻挡CMAS熔盐的进一步侵蚀,并且55YSZ所形成的保护层中磷灰石相的体积分数更多,抗CMAS腐蚀能力更佳;纯Y₂O₃样品也能与CMAS熔盐快速反应...     

氧化钇含量对YSZ热障涂层抗CMAS腐蚀性能的影响

系统研究大气等离子喷涂不同含量YO_1.5掺杂氧化锆涂层(8YSZ、38YSZ和55YSZ)在1300℃下的环境沉积物(CMAS熔盐)腐蚀行为和机制。结果表明：8YSZ涂层会发生严重的CMAS熔盐腐蚀,在基体与CMAS界面处,通过溶解-再析出,生成非保护性、含Ca和较低Y含量的C-ZrO₂,并有明显的晶界腐蚀现象;对于较高含量YO_1.5掺杂的38YSZ和55YSZ涂层,随着反应的进行,除球状C-ZrO₂外,还生成保护性的磷灰石(apatite)和石榴石(garnet)产物,能够有效阻止CMAS熔盐的进一步侵蚀;并且,55YSZ涂层表现出优于38YSZ的抗CMAS熔盐腐蚀能力。从光学碱度而言,YO_1.5含量越高,涂层与CMAS熔盐的反应活性越高,越容易生成在CMAS熔盐中稳定存在的产物;从反应进程来分析,高YO_1.5含量的涂层材料能够促使Y³⁺在CMAS熔盐中的饱和,进而生成更为稳定、连续的物相(如磷灰石、石榴石),避免基体材料进一步与C...     

Y2O3涂层的MOCVD法制备工艺

采用MOCVD法,通过金属有机先驱体Y(TMHD)3与O2反应在石英或CVD-SiC基片上制备Y2O3涂层,探索了制备工艺对沉积结果的影响.结果表明,先驱体气相浓度对Y2O3涂层生长方式和涂层与基片的结合强度有很大影响;沉积温度在600℃～700℃范围内,随着温度的升高涂层致密度提高,空洞缺陷减少.     

锆基陶瓷热障涂层的腐蚀研究进展

近年来随着航空与航海工业的迅速发展,具有耐高温、长寿命、耐腐蚀等优势的发动机叶片成为开发新一代航空发动机和涡轮发动机的重要一环。热障涂层（TBCs）作为常用的热防护技术,一方面可为发动机叶片部分金属基底提供隔热保护,使其免受高温气体的影响;但另一方面,更高的发动机工作温度使得叶片及其表面TBCs遭受严重的环境沉积物腐蚀,造成过早失效,腐蚀类型主要有热腐蚀、CMAS腐蚀、熔盐腐蚀等。腐蚀已成为限制TBCs工作温度和服役寿命的难题,抗腐蚀防护是目前TBCs领域研究的重点。本文首先简述了以氧化钇稳定氧化锆陶瓷（YSZ）为主的热障涂层材料的主要特性,再简述了TBCs的不同腐蚀的反应机理,重点从涂层的微观结构设计、梯度涂层的设计、涂层成分改性及掺杂改性等方面与涂层腐蚀过程之间的影响关系出发,阐述了TBCs改性方法与涂层腐蚀的特点。提出未来涂层改进与防护的几种方法,最后对TBCs的腐蚀防护发展方向进行了展望。     

稀土钽酸盐在热障涂层中的研究与应用

热障涂层(Thermal Barrier Coatings,TBCs)是推进超高速飞行器与先进航空发动机发展的关键技术。目前最常用的热障涂层材料是氧化钇稳定氧化锆(YSZ),但是由于其存在高温相变会产生体积差这一致命缺陷,已不能满足下一代发动机的发展需求。故而,开发新一代热障涂层已势在必行。经试验证明,采用固相法所制备的稀土钽酸盐致密块体具有更加优异的热物理性能和机械性能:极低的高温热导率(1.1～1.3W/(m·K),1000℃),相比YSZ系列热导率值下降了50%;更大的降温梯度(300～500℃);基于高温铁弹增韧机制的良好断裂韧性。此外,稀土钽酸盐作为非氧离子缺陷型热导化合物,是一种氧离子传输的绝缘体,能够有效阻止热氧化物(Thermal Growth Oxidies,TGO)层的生长,大大延长热障涂层的热循环使用寿命,有望成为新一代应用于超高速飞行器和航空发动机的热障涂层材料。     

高Nb-TiAl合金粉的制备及其特性

采用等离子束熔炼工艺制备了名义成分为Ti-45Al-8.5Nb-0.2W-0.2B-0.02Y (at%) 的大尺寸铸锭,经机加工后,采用无坩埚感应加热连续Ar气雾化工艺制备出合金粉,并研究了其特性.结果表明,大尺寸高Nb-TiAl合金铸锭为全片层组织,主要存在三种微观偏析:β相、硼化物和氧化钇.高Nb-TiAl合金粉的粒度主要分布在100～200μm;氧含量随着合金粉的粒度变细而逐渐增大;氮含量不随合金粉粒度的变化而变化;另外,还存在极少量的碳.高Nb-TiAl合金粉的相组成与粒度密切相关,-200目粉只存在α2相,随着粒度变粗,γ相逐渐增多,α2相逐渐减少.高Nb-TiAl合金粉的表面和内部组织均呈枝状;内部组织存在四种成分偏析,随着粒度变细,偏析细化.     

柱状晶结构热障涂层的沉积生长和织构研究

等离子体–物理气相沉积(PS–PVD)技术融合了等离子体喷涂(PS)和电子束–物理气相沉积(EB–PVD)的优点,沉积效率高、成本相对较低和可制备柱状晶结构涂层。因此,PS–PVD在制备先进发动机热障涂层(TBCs)上备受关注。利用PS–PVD工艺制备了多种结构的氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ)TBCs,采用场发射扫描电镜(FE–SEM)和电子背散射衍射(EBSD)观察和分析涂层微结构与晶体织构特征。试验表明:制备的YSZ涂层为柱状晶结构,在同一喷涂距离处,沿喷涂斑点中心向外围过渡区域,柱状晶端面由四棱锥结构向菜花状结构转变,单柱状晶具有一定的晶体取向,但不同的柱状晶具有不同的结晶取向,制备态陶瓷层整体未呈现明显的择优取向和应力集中。     

氧化钇对不锈钢焊条发红性能的影响

通过用ｄ５０法测定焊条熔滴尺寸以及用高速摄影法观察熔滴过渡形态，探讨了氧化钇（Ｙ２Ｏ３）对不锈钢焊条发红的影响。试验结果表明随着Ｙ２Ｏ３含量的增加，熔滴尺寸细化并呈喷射过渡。适量的加入Ｙ２Ｏ３将使焊条发红明显减轻并获得满意的工艺质量。