部分非晶化ZrO₂/Y₂O₃基冷喷涂粉末的制备及应用

王跃明^1,2，熊翔³，时启龙⁴，夏运朝¹，闵小兵⁵

1. 湖南科技大学难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室2. 湖南科技大学高温耐磨材料及制备技术湖南省国防科技重点实验室3. 中南大学粉末冶金国家重点实验室4. 长沙矿冶研究院资源所锰业组5. 湖南省冶金材料研究院先进涂层技术研究所

摘 要：采用溶胶-凝胶法结合高能球磨技术制备部分非晶化ZrO₂/Y₂O₃/Ce O₂复合粉末,采用喷雾造粒技术制备ZrO₂基团聚粉体,并尝试采用冷喷涂制备热障涂层（thermal barrier coatings,简称TBCs）。通过SEM、XRD分析Zr O₂基复合粉末的显微形貌、物相组成及非晶化程度,通过激光粒度分析仪及差热扫描量热仪测定球磨粉末的粒度分布范围及玻璃化转变温度。研究表明,随球磨时间延长,复合粉末逐渐细化,非晶含量逐渐升高,其中80 h球磨粉末的玻璃化转变温度及晶化温度分别为720℃及740℃,过冷液相区宽度达20℃,平均粒度约0.27μm,结晶度约28.09%。喷雾造粒ZrO₂基团聚粉体平均粒度约为32μm,流动性约26.5 s/25 g,松比约1.3 g/cm³,适合用于冷喷涂沉积涂层。冷喷涂TBCs为致密颗粒状结构,且YSZ顶层与NiCoCrAlY过渡层界面结合紧密。

关键词：高能球磨;部分非晶;ZrO₂基复合粉末;冷喷涂;热障涂层;