强化高氧化陶复合材料用于热屏障涂层应用
Siao Li Liew1, Nafisah Bte Mohd Rafiq1, Xi Ping Ni1
1Institute of Materials Research and Engineering (IMRE), Agency for Science, Technology and Research (A*STAR), 2 Fusionopolis Way, Innovis #08-03, Singapore 138634, Republic of Singapore.
Inorganic chemistry
|January 20, 2025
概括
通过添加Al2O3.3,增强了用于热屏障涂层的高陶. 这提高了断裂性和硬度,同时保持了与伊特里亚稳定 (YSZ) 相似的性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 陶工程 陶工程
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 高陶对于热屏障涂层 (TBC) 是有前途的.
- 一个主要的局限性是它们的破裂性较低,而与伊特里亚稳定 (YSZ) 相比.
- 加强这些陶对于实际的TBC应用至关重要.
研究的目的:
- 设计和合成新型 (Hf,Zr,Ce,M) O2-δ-Al2O3 陶复合材料 (M = Y,Ca,Gd).
- 为了提高高陶的断裂性和硬度,用于TBC应用.
- 研究Al2O3在高氧化物矩阵中作为二次相的作用.
主要方法:
- 使用第一原理计算来预测相位形成行为.
- 陶复合材料通过传统的固态反应来合成.
- 机械性质 (硬度,断裂性) 和热物理性质 (热膨胀,导热性) 的表征.
主要成果:
- 添加Al2O3促进了第二阶段的形成,增强了硬度和断裂性.
- 硬化机制包括离散的Al2O3颗粒,微裂和裂偏移.
- 合成的陶复合材料表现出与YSZ相似的性能.
结论:
- (Hf,Zr,Ce,M) O2-δ-Al2O3陶复合材料显示出作为先进的热屏障涂料材料的巨大潜力.
- 将Al2O3纳入是加强高氧化物基陶系统的有效策略.
- 这种方法为克服高陶的断裂性限制提供了一条途径.
