于连生
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刘纯波
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蒋显亮
功能材料
采用国产和进口两种大气等离子体喷涂设备,在不同功率下喷涂制备了ZrO2-8%(质量分数)Y2O3纳米结构热障涂层.在大气环境箱式电阻炉中1100～1250℃下对涂层进行了高温煅烧处理,采用扫描电子显微镜观察分析了涂层煅烧前后的微观组织变化,通过X射线衍射分析了涂层煅烧前后的相组成变化.结果表明:涂层经高温煅烧后,熔化团聚体大颗粒中新形成的纳米晶发生了明显长大,但临界熔化状态的团聚大颗粒中的小颗粒无明显变化;采用国产设备较低功率制备的纳米结构氧化锆涂层相组成为四方相和立方相,以四方相为主,经高温煅烧后四方相向立方相转变,且随煅烧温度和时间的增加而增加;采用进口设备较高功率制备的涂层全部为立方相,煅烧前后无相变发生.
关键词:
氧化锆
,
热障涂层
,
纳米结构
,
高温煅烧
,
相组成
刘纯波
,
于连生
,
蒋显亮
中国有色金属学报
采用共沉淀法制备纳米ZrO2-8％Y2O3(质量分数)粉末,然后将其在大气中于1 100～1 300℃范围内高温煅烧处理2～32 h.利用XRD、SEM、TEM等方法研究纳米ZrO2-8％Y2O3粉末高温煅烧前后的相成分、形貌和晶粒粒径变化,并分析纳米ZrO2-8％Y2O3粉末的晶粒生长动力学及生长机制.结果表明:纳米ZrO2-8％Y2O3经高温煅烧后,单斜相和四方相含量随温度的升高和时间的延长而减少,立方相含量随温度的升高和时间的延长而增加;随温度的升高和时间的延长晶粒粒径逐渐增大;在1 250℃等温煅烧时,其晶粒生长指数为6,晶粒生长速率常数为7.626×1011 nm3/min:等温锻烧温度低于1 200℃时,晶粒生长活化能为64.35 kJ/mol,晶粒生长表现为以表面扩散为主的聚合生长；等温锻烧温度高于1 200℃时,晶粒生长活化能为1 16.40 kJ/mol,晶粒生长表现为以晶格扩散为主的聚合生长;另外,还可见晶粒旋转驱动的聚合生长机制;低的晶粒生长激活能归因于大量氧空位的引入和晶粒旋转驱动的聚合生长机制.
关键词:
纳米氧化锆粉末
,
高温煅烧
,
相转变
,
晶粒生长
,
动力学
