等離子熱噴塗用釔安定氧化鋯

熱循環用的散熱葉片或是發熱機零件上的熱障塗層(熱阻礙,TBC),釔安定氧化鋯是常被使用的熱噴塗材料。而釔安定氧化鋯的結晶相穩定性,是決定設備維護期長短與壽命的關鍵。

二氧化鋯有三個結晶相,單斜晶相、正方晶相(四方晶相)、立方晶相(依序從低溫到高溫)。降溫時,結晶相會從正方晶相到單斜晶相,此時會發生體積膨脹(麻式相變),因此產生裂痕。而添加氧化釔在二氧化鋯中,可以抑制降溫時的結晶相變化,讓正方晶相不變回單斜晶相,增加穩定性。

要控制釔安定氧化鋯的結晶相,除了使用的材料配方需要挑選外(氧化釔的含量、粉體粒徑、粉體形狀、分散性等),熱噴塗的溫度、氣氛、時間與退火條件,都會影響釔安定氧化鋯塗層的結晶相。

要做好熱障塗層,材料與熱噴塗製程都是相當關鍵的技術。