[发明专利]一种Nd2O3-Yb2O3改性的La2Zr2O7-(Zr0.92Y0.08)O1.96复相热障涂层材料无效
| 申请号： | 201110406547.8 | 申请日： | 2011-12-08 |
| 公开（公告）号： | CN103159478A | 公开（公告）日： | 2013-06-19 |
| 发明（设计）人： | 江阔;陈燕梅;苏冰野;刘松柏;连晓雯;李媛;李耀飞 | 申请（专利权）人： | 西南科技大学 |
| 主分类号： | C04B35/50 | 分类号： | C04B35/50;C04B35/622 |
| 代理公司： | 北京金恒联合知识产权代理事务所 11324 | 代理人： | 李强 |
| 地址： | 621010 四*** | 国省代码： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 nd sub yb 改性 la zr 0.92 0.08 1.96 热障 涂层 材料 | ||
技术领域
本发明涉及一种Nd2O3-Yb2O3改性的La2Zr2O7-(Zr0.92Y0.08)O1.96复相热障涂层隔热材料。
背景技术
伴随航空燃气涡轮发动机推重比的增加，涡前温度进一步提升，在设计上采用更为先进的冷却技术的同时，要求叶片表面要承受1200℃以上的高温，已超出了目前高温合金的使用温度极限，因此发展高温热障涂层是必然的趋势。
根据热障涂层的功能要求，作为热障涂层隔热材料，首先具有低的热导率及耐腐蚀等特性，其次从涂层的服役环境来看，涂层材料也要有较高的抗热冲击损伤的特性，为提高这种特性，要求材料具有良好的抗高温烧结的能力及良好的相稳定性和断裂韧性等特性。
然而，传统的热障涂层材料3～4mol％Y2O3稳定的ZrO2(简称YSZ)虽然具有良好的断裂韧性，较低的热导率和耐腐蚀等优点，但在高温条件下相稳定性下降及其所带来的相变体积效应和高温易烧结等因素，只能在1200℃温度以下使用；具有高温无相变、能耐1400℃高温烧结和热导率比YSZ低30％的烧绿石结构La2Zr2O7材料，虽能提高热障涂层的使用温度和隔热效果，但由于该材料相对YSZ的韧性较差和热膨胀系数较低，涂层在热冲击过程中易剥落。虽然通过稀土掺杂能进一步降低La2Zr2O7的热导率，如(La0.7Nd0.3)2Zr2O7比La2Zr2O7的热导率约低13％，但断裂韧性并没得到改善。
利用YSZ和La2Zr2O7各自优点进行复合，复合后的材料或涂层的某些性能比复合前得到了明显的改善。添加5mol％的YSZ能使La2Zr2O7材料的断裂韧性由1.4MPa·m1/2提高至1.9MPa·m1/2(与YSZ相当)；添加5mol％的La2Zr2O7能使YSZ涂层1200℃时的热导率由2.1W/mK降低到1.2W/mK，材料在1300℃烧结10小时后的相对密度由0.84下降到0.75。但当La2Zr2O7相含量超过1mol％时，材料中YSZ的相稳定性下降，涂层的使用温度及热循环寿命受到很大的影响，尚不能满足下一代燃气涡轮发动机1200℃以上热障涂层的使用要求。
发明内容
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