激光与红外

作者：杨广峰

单位：中国民航大学机场学院,天津 300300；

关键词：稀土氧化物;激光熔覆;钛合金;Gd元素;YSZ

基金：国家自然科学基金项目(No.U1933107,No.U1633111);中国民航大学蓝天青年学者培养经费资助

通过在钛合金表面引入稀土氧化物改性“7YSZ”即7 wt %氧化钇稳定的氧化锆涂层,提升传统热障涂层的综合性能。采用预制法并应用YLS-3000型光纤激光系统利用激光熔覆技术在TC4钛合金表面制备了不同Gd2O3添加量的Gd-YSZ涂层,通过光学显微镜、扫描电镜及能谱仪、X射线衍射仪和硬度仪分别表征涂层的宏观形貌、显微形貌、元素分布及相结构、硬度分布。引入的Gd以富稀土第二相Al3Gd及氧化物形式存在,并少量固溶于ZrO2和α-Ti晶格引发其晶格畸变而提升材料隔热性能,稀土Gd会抑制有害相TiOx而促进增强相TiC析出并优化其分布,并通过细化晶粒及优化TiC生长来提升组织显微硬度,Gd引入量增至10 wt %时这种优化作用被显著削弱。在7YSZ熔覆材料体系中掺杂Gd2O3能够显著提升材料综合性能,其添加量为影响性能的关键因素,不应超过10 wt %,否则会粗化晶粒,使Gd偏析、富集在晶界处,恶化材料性能。

来源：2021年第1期

《激光与红外》期刊编辑部

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