水蒸气延缓氧化钇稳定氧化锆颗粒与涂层烧结过程中的晶粒生长
Water vapor retards grain growth during sintering of yttria-stabilized zirconia pellets and coatings
蒸汽延缓YSZ烧结:晶粒小31%
AI理解
要点 YSZ涂层烧结:蒸汽1300°C/100h使晶粒小31%、速率常数低2.8-4.2倍(对照氮气仅5.5%);DFT:OH结合Y³⁺位-2.73eV,氧空位减8-22%。
能不能用 YSZ热障涂层服役烧结行为研究,蒸汽环境对TBC组织演化的定量影响对涂层寿命评估有直接价值;等离子喷涂涂层为研究对象之一。
存疑
- 缺等离子喷涂涂层工艺参数
- 烧结延缓对TBC热导率长期服役影响的双面性需辩证评估
- DFT与实验结合但机制链仍需更多原位证据
中文摘要
氧化钇稳定氧化锆(YSZ)是基准热障面层材料,但其对水蒸气的烧结响应尚不清楚。将三种初始孔隙率的YSZ颗粒和自立式等离子喷涂涂层在1300°C下于干空气、蒸汽或干氮中进行热处理。与简单氧化物中报道的促进作用相反,蒸汽延缓了微观组织演化。100小时后,最大孔隙率颗粒在蒸汽中的晶粒尺寸小31%,表观速率常数低2.8-4.2倍。同一炉中的干氮对照使晶粒尺寸仅改变5.5%,从而隔离出水蒸气的作用。涂层同样保持更高的孔隙率,并且在中等暴露时长下具有更低的热导率。DFT计算显示OH优先结合于晶界Y³⁺位点(-2.73 eV);缺陷平衡敏感性分析预测氧空位减少8-22%。这些结果支持以下机制:通过Y³⁺锚定和空位相关缺陷修饰实现的OH介导晶界稳定导致烧结延缓。
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摘要中给出的工艺参数
| 其他 | 1300°C干空气/蒸汽/干氮热处理100h;DFT计算 |
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原文依据
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