先进三元热障涂层体系的原位激光制粒技术

摘要： 立方相（c）向四方相（t）和单斜相（m）的热转变。粉末技术被视为生产先进陶瓷的成本效益型工艺。采用1kW CO?脉冲激光器（工作功率0.4-1.0kW，脉冲时长2-200ms，光束直径1mm）将含8wt%氧化铝的8wt%氧化钇部分稳定氧化锆（YPSZ）松散粉末压制成坯体。通过配备EDS和WDS的扫描电镜、X射线衍射、X射线步进扫描及维氏显微硬度仪对坯体的尺寸、质量、微观结构、化学成分、物相、硬度和断裂韧性进行评估分析?；竦昧司确植嫉南妇ЯＫ嘟峁梗ú豢勺渌姆较鄑'+α-氧化铝）。激光熔融粉末混合物后快速凝固过程抑制了相变。最终实现硬度>19GPa且断裂韧性>10MPa·m1/2的优异性能。结果表明：在宽泛工艺参数范围内，脉冲激光能制备表面光滑的完全重熔重结晶球形坯体；且发现任何功率密度下都存在熔融制坯所需的特定作用时间（脉冲时长），该脉冲时长在功率密度510-1275W/mm2、比能值5-255J/mm2条件下为10-200ms范围。有效制备出直径1000-4000μm的坯体，清晰证实激光与陶瓷粉末的高效耦合。通过非热转变形成完整t'相并伴生少量三方相（r）。