等离子喷涂-物理气相沉积Si/莫来石/Yb_2SiO_5环境障涂层

作     者：张小锋 周克崧 刘敏 邓春明 牛少鹏 许世鸣 ZHANG Xiao-Feng1,2, ZHOU Ke-Song1,2, LIU Min2, DENG Chun-Ming2, NIU Shao-Peng2, XU Shi-Ming2

作者机构：华南理工大学材料科学与工程学院广州510640 广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室广州510650 

出 版 物：《无机材料学报》 (Journal of Inorganic Materials)

年 卷 期：2018年第33卷第3期

页      面：325-330页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：广东省科学院项目(2017GDASCX-0843) 广东省科技计划(201313050800031 201413050502008 2014B070706026 2013B061800053) 广东省自然科学基金团队项目(2016A030312015)~~ 

主　　题：等离子喷涂–物理气相沉积 环境障涂层 硅酸镱 

摘      要：采用等离子喷涂–物理气相沉积技术(PS-PVD)在SiC/SiC复合材料表面依次制备了Si(底层)、3Al_2O_3-2SiO_2(中间层)、Yb_2SiO_5(面层)环境障涂层(EBC)。利用扫描电子显微镜(SEM)观察分析EBC涂层表面与界面的微观形貌,X射线衍射仪对喷涂过程中易非晶化的莫来石涂层进行物相分析,研究了喷涂粉末与高温等离子体的相互作用并探讨了EBC涂层的沉积机制。结果表明:通过PS-PVD技术可制备出低孔隙率、高致密界面的EBC涂层。通过观察EBC涂层表面,Si涂层表面无裂纹,而莫来石和Yb_2SiO_5涂层表面均发现有微裂纹,其中莫来石涂层表面的裂纹尺度大于Yb_2SiO_5涂层。三层结构的致密EBC涂层以液相沉积为主,同时伴随有气、固沉积。在Yb_2SiO_5涂层沉积过程中,液相沉积导致涂层为致密的层状结构,蒸发后气相在等离子焰流中及基体表面发生均匀形核和非均匀形核导致涂层中出现大量的纳米晶粒,而微熔粒子和溅射粒子则形成涂层中亚微米、微米晶粒。