第28卷第3期粉末冶金材料科学与工程2023年6月Vol.28No.3MaterialsScienceandEngineeringofPowderMetallurgyJun.2023DOI:10.19976/j.cnki.43-1448/TF.2023015料浆烧结法制备铌基Y2O3涂层的组织及抗热震性能蔺仕琦，袁铁锤，王飞(中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙410083)摘要：为推动核工业乏燃料回收再利用，满足熔炼核金属用坩埚的多轮次有效服役的要求，本文采用料浆烧结工艺在Nb-5W-2Mo-1Zr(Nb521)合金表面制备一系列双层复合Y2O3涂层，添加微量Si、Mo作增强剂，表面均为纯Y2O3涂层。借助有限元模拟、X射线衍射仪、扫描电镜、能谱仪等手段分析涂层的组织及抗热震性能。结果表明：Nb/Y2O3涂层呈典型的层状结构，由不规则的粉末颗粒相互堆叠而成，基体区、扩散区、过渡层、纯Y2O3层结构分明；有限元模拟计算及实验结果均证明双层梯度涂层可改变应力分布并有效减缓热冲击时材料内部应力的产生，其中，70%Y2O3+22%Nb+6%Si+2%Mo(7022)涂层的最大主应力为163.2MPa，相较单层Y2O3涂层(313.4MPa)下降47.93%。60次热循环后，7022-Y2O3涂层显微组织致密，无明显缺陷产生，形貌受损最少。关键词：氧化钇涂层；Nb-5W-2Mo-1Zr合金；料浆烧结法；抗热震性能；金属/陶瓷涂层中图分类号：TG113.23+3文献标志码：A文章编号：1673-0224(2023)03-244-10MicrostructureandthermalshockresistanceofNb/Y2O3coatingpreparedbyslurrysinteringLINShiqi,YUANTiechui,WANGFei(StateKeyLaboratoryofPowderMetallurgy,CentralSouthUniversity,Changsha410083,China)Abstract:Forthereuseofcruciblesusedtosmeltnuclearmetalsandtherecoveryofspentfuel,aseriesofdouble-layergradientcompositeYttria-coatingswerepreparedonthesurfaceofNiobium521alloybyslurrysinteringprocess.TraceamountsofSiandMowereaddedasreinforcingagentsinthecoating,thesurfaceofthecoatingwaspureY2O3.Withthehelpoffiniteelementsimulation,X-raydiffractometer,scanningelectronmicroscopy,energyspectrometerandothermeans,themicrostructureandthermalshockresistanceofthecoatingwerestudied.TheresultsshowthattheNb/Y2O3coatinghasatypicallayeredstructure,whichiscomposedofirregularpowderparticlesstackedontopofeachother,andthematrixarea,diffusionarea,transitionlayerandY2O3layerhavedistinctstructures.Thefiniteelementsimulationcalculationandexperimentalresultsbo...
