Yb2Si2O7 前驅(qū)體及其低壓等離子噴涂用粉末制備研究

顏正，彭浩然，冀曉鵑，章德銘

（1.礦冶科技集團有限公司，北京 100160；2.北京市工業(yè)部件表面強化與修復(fù)工程技術(shù)研究中心，北京 102206；3. 特種涂層材料與技術(shù)北京市重點實驗室，北京 102206）

0 引言

航空發(fā)動機被譽為現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠，正面向高性能、高推重比發(fā)展。提高燃氣進口溫度是提升航空發(fā)動機推重比和性能的最直接有效手段。目前，發(fā)動機關(guān)鍵熱端部件采用高溫合金作為基材，另輔以熱障涂層作隔熱防護[1-2]。然而，伴隨渦輪進口溫度的不斷提高，高溫合金-熱障涂層體系將無法滿足未來需求。陶瓷基復(fù)合材料，以碳化硅纖維增強碳化硅基復(fù)合材料為代表，具有優(yōu)異的高溫性能，是未來發(fā)動機熱端部件的首選材料，有望逐步取代高溫合金。然而，發(fā)動機所處實際工況為存在高流速水蒸氣的燃燒環(huán)境，該工況會對陶瓷基復(fù)合材料造成嚴重水氧腐蝕，必須采用環(huán)境障涂層進行防護[3-6]。環(huán)境障涂層至今已發(fā)展三代，目前第三代材料體系為稀土硅酸鹽，其中，Yb2Si2O7以其優(yōu)異的相穩(wěn)定性、與硅基陶瓷匹配的熱膨脹系數(shù)、良好的抗腐蝕性能等在諸多稀土硅酸鹽中脫穎而出[7-12]。然而，Yb2Si2O7的合成面臨較大挑戰(zhàn)，存在化學(xué)成分不均勻和難以制取純凈相等問題，因此有必要探究其材料制備科學(xué)。

本研究分別采用固相反應(yīng)法和溶膠凝膠法制備了Yb2Si2O7前驅(qū)體，比較分析了兩種方法的利弊及各自于工業(yè)級合成中的前景；探討了采用二流體霧化工藝制備1～30 μm 超細噴涂粉末的關(guān)鍵參數(shù)并成功制得相應(yīng)粉體，為后續(xù)低壓等離子噴涂奠定良好基礎(chǔ)。……