使用純YSZ粉末與2mol%Eu³⁺摻雜的YSZ粉末制備3種不同結(jié)構(gòu)的涂層。采用激光光譜儀分別對1100℃下熱處理100、300、800 h的3種熱障涂層試樣進(jìn)行發(fā)光性能測試,采用掃描電鏡觀察涂層的微觀組織形貌,用能譜儀分析了涂層的元素分布。結(jié)果表明,YSZ:Eu涂層的熒光強度隨熱處理時間的延長逐漸下降,未經(jīng)熱處理的原始試樣的熒光強度最大; YSZ∶Eu涂層的發(fā)射光譜圖主要由502 nm與606 nm兩個發(fā)射峰組成,其中606 nm的發(fā)射峰強度大于592 nm的發(fā)射峰;在相同熱處理條件下,YSZ∶Eu涂層的熒光強度與涂層中Eu³⁺的含量成正比; 3種涂層的孔隙率分別為8. 41%、8. 48%、8. 37%;涂層的維氏硬度均處于430～440 HV0. 3之間。2mol%Eu³⁺的摻雜對YSZ涂層的致密度與硬度未造成影響,1100℃下熱處理800 h后Eu³⁺在涂層內(nèi)部未發(fā)生擴(kuò)散現(xiàn)象。 

【文章來源】：金屬熱處理. 2020,45(05)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

不同結(jié)構(gòu)的涂層試樣:(a)A型;(b)B型;(c)C型

圖2所示為兩種原始噴涂粉末的微觀形貌�？梢钥闯鯵SZ粉末(圖2(a))與YSZ∶Eu粉末(圖2(b))均為球狀或橢球狀，且尺寸分布均勻，致密度均勻，兩種粉末的直徑范圍均在15～45μm之間。2 試驗結(jié)果與討論

根據(jù)Ocean Optics USB2000型光譜儀記錄下的數(shù)據(jù)，得出發(fā)射光譜在570～650 nm波長范圍內(nèi)A型、B型熱障涂層熒光強度與熱處理時間之間的關(guān)系，如圖3所示。YSZ涂層發(fā)射光譜圖主要由592 nm與606 nm兩個發(fā)射峰組成，屬于Eu3+躍遷發(fā)光。其中606 nm的發(fā)射峰(Eu3+的5D0→7F2電偶極躍遷)明顯強于592 nm的發(fā)射峰(Eu3+的5D0→7F1磁偶極躍遷)。在1100℃熱處理條件下，YSZ∶Eu涂層的熒光強度隨熱處理時間的延長而逐漸下降，未經(jīng)熱處理的原始試樣其熒光強度最大。在發(fā)射光譜波長為606 nm附近，未處理試樣和熱處理100、300、800 h試樣的熒光強度逐漸下降，且100～800 h范圍內(nèi)熒光強度的下降呈線性趨勢，如圖4所示。這是由于隨著熱處理的進(jìn)行，基體的結(jié)晶度受到破壞，使涂層的發(fā)光強度減弱;此外，高溫環(huán)境下Eu3+離子處于激活態(tài)，長時間的高溫(100～800 h)會使激活態(tài)的離子發(fā)生相互作用，在能量傳遞時能量更容易向猝滅中心傳遞，發(fā)生濃度猝滅，這一反應(yīng)也會減弱涂層整體的熒光強度[19]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]定向鎳基高溫合金DZ466及其熱障涂層的抗熱腐蝕性能[J]. 任維鵬,李青,李相輝,宋盡霞,肖程波,何利民.  金屬熱處理. 2018(08)
[2]YSZ:Eu熒光應(yīng)力測量法在拉應(yīng)力環(huán)境下的研究[J]. 趙宇,胥佳穎,趙素梅,惠宇,曹學(xué)強.  中國稀土學(xué)報. 2014(03)
[3]熱障涂層失效機(jī)制和壽命預(yù)測研究概述[J]. 魏錚,胡捷.  裝備機(jī)械. 2013(04)
[4]稀土離子的上轉(zhuǎn)換敏化發(fā)光[J]. 魏新姣,劉粵惠,陳東丹.  物理學(xué)進(jìn)展. 2006(02)
[5]含三價銪熒光絡(luò)合物與聚甲基丙烯酸甲酯的發(fā)光材料[J]. 趙瑩,楊麗敏,張莉,周維金,吳瑾光,鮑春麗,王篤金,徐端夫.  高分子學(xué)報. 2000(04)



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