等离子体喷涂锆酸钐热障涂层的微观结构和热物理性能

摘要

采用固相反应法和等离子体喷涂工艺制备Sm2Zr2O7粉体和涂层。通过XRD、SEM等分析了粉体和涂层的物相和显微结构，结合导温系数和比热的测试与计算结果推算出材料的热导率，并对涂层的热膨胀系数进行了初步检测。XRD结果显示，通过固相反应法制备的Sm2Zr2O7粉体为单一的烧绿石结构，而等离子体喷涂涂层为缺陷萤石相，经1400℃热处理10～50h后得到烧绿石结构。SEM分析表明，涂层为层状结构，每一单层由平行于喷涂方向的柱状晶组成。涂层热处理前后热导率分别为0.30～0.38W/(m·K)和0.56～0.62W/(m·K)，低于YSZ涂层。涂层热膨胀系数在低温段（300～500℃）随温度的变化剧烈，在400－1200℃之间的平均热膨胀系数为10.3×10-6K-1，略低于8YSZ涂层。