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采用交流阻抗谱研究Gd2O3-Yb2O3共掺杂二氧化锆基热障涂层的高温氧化行为
  • ISSN号:1003-6326
  • 期刊名称:《中国有色金属学报:英文版》
  • 时间:0
  • 分类:TF0[冶金工程—冶金物理化学]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京100191
  • 相关基金:Projects (50771009, 50731001 and 51071013) supported by the National Natural Science Foundations of China; Project (2010CB631200) supported by the National Basic Research Program of China
中文摘要:

采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备3Gd2O3—3Yb2O3-4Y2O3(摩尔分数,%)共掺杂的二氧化锆(GY-YSZ)基热障涂层(TBCs)。采用交流阻抗谱(IS)并结合扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱和X射线衍射分析仪(XRD),研究GY-YSZ涂层在1050℃的高温氧化行为。交流阻抗谱中不同的电学信号分别反映GY-YSZ晶粒和晶界的信息,采用电路拟合的方法对其进行分析。在氧化过程中GY-YSZ的导电机制发生变化,原因是稳定剂在氧化过程中发生扩散导致了O^2-空位和晶格畸变的产生。研究发现,应该选择合适的测试温度评价GY-YSZ晶粒或晶界的氧化行为,其各自的氧化信息与交流阻抗谱中阻抗值的变化相对应。测试氧化过程中晶粒和晶界阻抗值变化的温度分别为200℃和300℃。

英文摘要:

3Gd2O3-3Yb2O3-4Y2O3 (mole fraction, %) co-doped ZrO2 (GY-YSZ) thermal barrier coatings (TBCs) were produced by electron beam physical vapor deposition (EB-PVD). The oxidation behavior of GY-YSZ at 1 050 ℃ was investigated using impedance spectroscopy (IS) combined with scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy and X-ray diffractometry (XRD). Various electrical responses observed in the impedance spectra corresponding to GY-YSZ grains and grain boundaries were explained using circuit modeling. The change in the conduction mechanism of GY-YSZ was found to be related to the O^2- vacancy and lattice distortion due to the stabilizer diffusion during the oxidation. The results also suggested that the specific oxidation information about the GY-YSZ grains and grain boundaries should be acquired at a moderate measurement temperature, which was related to the resistance value in the impedance spectra. The resistance values of the GY-YSZ grains and grain boundaries should be measured at 200 ℃ and 300 ℃, respectively.

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期刊信息
  • 《中国有色金属学报:英文版》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国有色金属学会
  • 主编:黄伯云
  • 地址:中国长沙中南大学
  • 邮编:410083
  • 邮箱:f-xsxb@csu.edu.cn
  • 电话:0731-88830949
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-6326
  • 国内统一刊号:ISSN:43-1239/TG
  • 邮发代号:42-317
  • 获奖情况:
  • 国家“双百”期刊,第二届全国优秀科技期刊评比二等奖,中国有色金属工业总公司优秀科技期刊一等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊
  • 被引量:1159