空心氧化釔穩(wěn)定氧化鋯粉制備熱噴涂熱障涂層的優(yōu)勢

氧化釔穩(wěn)定氧化鋯粉的熔點高達(dá)2450攝氏度，該物性也決定了這種粉體對等離子噴涂系統(tǒng)并不友好，需要下游的涂層企業(yè)優(yōu)化參數(shù)，才能讓該粉體正常發(fā)揮、形成理想的熱障涂層。
通過研發(fā)，我們制備出了一種空心結(jié)構(gòu)的粉體。相較于實心粉體，空心氧化釔穩(wěn)定氧化鋯釔對熱噴涂系統(tǒng)更加友好：在等離子噴涂過程中更易熔化，并且在熔化后形成空心液滴，沉積到基體上形成的扁平粒子直徑小，涂層厚度均勻、缺陷少。
通常，我們用8YSZ來制備熱障涂層，以在1600攝氏度工作環(huán)境下可以保護(hù)熔點為1350攝氏度的高溫合金基體為目的，該涂層的柱狀微裂紋結(jié)構(gòu)是其具有低導(dǎo)熱率和高抗熱震性能的關(guān)鍵，而空心粉體制備涂層的柱狀微裂紋均勻、適中，空心粉涂層既不會出現(xiàn)較高的孔隙率，也不會降低梯度涂層間的結(jié)合強度，是高性能熱障涂層的優(yōu)選材料。
另一方面，我們又經(jīng)常用20YSZ來制備石墨坩堝上抵御熔煉高溫合金時產(chǎn)生的熔融腐蝕和熱震。相對于實心粉體，空心20YSZ粉體在等離子焰流中熔化地更徹底，在沉積于基體的瞬間，形成濺射狀的扁平液滴，這些恰恰可以降低涂層的氣孔率，以減少金屬熔液與石墨基體接觸，避免產(chǎn)生熱蒸汽和碳化物污染金屬熔液本身。
需要注意的是，石墨坩堝的熱膨脹系數(shù)與YSZ不是一個數(shù)量級，所以需要使用金屬鉬涂層來打底，以讓三者之間的熱膨脹系數(shù)趨同；而且，在熱噴涂前，是需要對石墨坩堝進(jìn)行預(yù)熱的，溫度一般要到450攝氏度左右。
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