摘要：目的提高Cr2O3-TiO2基陶瓷涂层的辐射性能。方法以Cr2O3、TiO2、NiO、Tb4O7为原料,经喷雾干燥及高温烧结致密化处理,制备成具有尖晶石和钙钛矿混合结构的Cr2O3-TiO2基复合团聚型粉体,利用大气等离子喷涂法在TC4钛合金表面制备Tb4O7掺杂型Cr2O3-TiO2基陶瓷涂层。采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、IRE-2红外辐射测试仪,分别对样品的显微组织结构、物相组成及辐射性能进行了表征。结果团聚造粒后,复合粉体的球形度和流动性较好,可满足等离子喷涂连续使用。所制备的Cr2O3-TiO2基陶瓷涂层的熔化状态较好,扁平化程度较高,涂层中掺杂的Tb元素分布均匀。Tb^4＋、Tb^3＋等稀土元素离子,取代NiCr2O4尖晶石结构中半径相近的Ni^2＋、Cr^3＋,导致单一晶体结构的整齐度被破坏,晶胞体积的变化引起晶体结构产生畸变,辐射条带显著加强和宽化。随着Tb4O7掺杂量的增多,涂层发射率逐渐上升,当掺杂量达到7.5%时,涂层在600℃的法向全发射率达到0.91。结论 Tb4O7稀土氧化物的加入可以有效提高Cr2O3-TiO2基陶瓷涂层的发射率,稀土掺杂诱发尖晶石晶体结构畸变,从而改善涂层的辐射性能。

关键词：等离子喷涂 高发射率 tb4o7掺杂 钙钛矿 辐射性能 

单位：航天材料及工艺研究所; 北京100076