GH4061高温合金表面钙锰共掺杂铬酸镧高发射率涂层制备与性能研究

【作者】 张海鹏； 王亚明； 邹永纯； 贾德昌； 周玉；

【机构】 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院特种陶瓷研究所； 哈尔滨工业大学先进结构功能一体化材料与绿色制造技术工业和信息化部重点实验室；

【摘要】 针对高速飞行器金属热防护系统高温辐射热防护的需求,在GH4061高温合金表面设计制备钙锰共掺杂铬酸镧高发射率涂层。铬酸镧陶瓷具有优异的高温稳定性,并且由于过渡元素Cr独特的3d电子结构和稀土元素La独特的4f电子结构,极易电子跃迁产生光吸收而具有较高发射率,但由于其禁带宽度较大,在1-3μm近红外波段发射率较低。因此,我们提出采用钙锰共掺杂引入杂质能级,减小其禁带宽度,增强电子跃迁从而提高其在近红外发射率,并采用大气等离子喷涂方法在GH4061合金表面制备200μm厚的钙锰共掺杂铬酸镧高发射率陶瓷涂层。涂层孔隙率为12.2%,表面粗糙度(Ra)为2.83μm,内部结构为熔融态和半融态的陶瓷颗粒。测试了涂层在室温、300℃、 500℃、700℃、900℃、1100℃和1200℃的红外发射率,涂层在室温1-3μm发射率可达0.95以上,在1200℃仍能保持在0.6以上。涂层在1100℃具有良好的抗氧化及抗热震性能。更多还原