可以看出，复合陶瓷涂层全部由C1-Al2O3和YAG晶粒构成，涂层结构致密，晶界和相界结合良好。
[0057]实施例5
一种原位形成非晶/共晶复合陶瓷涂层的制备方法，该方法包括以下步骤。
[0058](1)Α1203/Υ203复合粉体的制备
AI2O3/Y2O3复合粉体制备方法与实施例1相同，其中不同之处在于:Α?2θ3粉末的质量分数为55%，Y2O3粉末的质量分数为45%。
[0059](2)A1203/YAG非晶复合陶瓷涂层制备
A1203/YAG非晶复合陶瓷涂层制备方法与实施例1相同。涂层中非晶相是主体相，同时含有少量的C1-Al2O3和YAG晶体相。
[0060](3)A1203/YAG共晶复合陶瓷涂层制备
A1203/YAG共晶复合陶瓷涂层制备方法与实施例1相同。涂层具有三维互穿网络自锁特征的两相共晶组织特征，结构致密，晶界和相界结合良好。
[0061 ] 实施例6
一种原位形成非晶/共晶复合陶瓷涂层的制备方法，该方法包括以下步骤。
[0062](1)Α1203/Υ203复合粉体的制备
AI2O3/Y2O3复合粉体制备方法与实施例1相同，其中不同之处在于:Α?2θ3粉末的质量分数为80%，Y2O3粉末的质量分数为20%。
[0063](2)A1203/YAG非晶复合陶瓷涂层制备
A1203/YAG非晶复合陶瓷涂层制备方法与实施例1相同。涂层中非晶相是主体相，同时含有少量的C1-Al2O3和YAG晶体相。
[0064](3)A1203/YAG共晶复合陶瓷涂层制备
A1203/YAG共晶复合陶瓷涂层制备方法与实施例1相同。涂层具有三维互穿网络自锁特征的两相共晶组织特征，结构致密，晶界和相界结合良好。
[0065]对比例I
为了充分说明本发明的原位形成非晶/共晶复合陶瓷涂层的性能优越性，还制备了纯Al2O3涂层作为对比例，制备方法与实施例2相同，其中不同之处在于:①原始Al2O3粉末的质量分数为100% ;②喷涂态涂层为结晶态，不需要进行热处理。
[0066]将实施例1、实施例2、实施例3和对比例I制备的涂层的显微硬度进行对比(见图12)，显微硬度为维氏硬度，测试方法为法向载荷200gf，保荷时间10s，在涂层抛光截面中心区域选取金刚石压头的压入点，压入点中心间距超过压痕对角线长度的三倍，结果表明:①与纯Al2O3涂层相比，A1203/YAG共晶复合陶瓷涂层的显微硬度提高了75%?80%;②Al2O3/YAG共晶复合陶瓷涂层在1200°C条件下保温96h，显微硬度数值保持稳定，这得益于复合陶瓷涂层具有三维互穿网络自锁特征共晶组织尺寸和性能的高温稳定性。
[0067]将实施例4和对比例I制备的涂层的室温热扩散率和热导率进行对比(见图13)，室温热扩散率测试方法为激光闪烁法，室温热导率数值则根据热扩散率数值计算得到，结果表明:①喷涂态A1203/YAG非晶复合陶瓷涂层的导热性能优于纯Al2O3涂层;②A1203/YAG共晶复合陶瓷涂层的热导率是纯Al2O3涂层热导率的3倍。
[0068]对比例2
AI2O3/Y2O3复合粉体制备方法与实施例1相同，其中不同之处在于:Α?2θ3粉末的质量分数为35% ,Y2O3粉末的质量分数为65%。喷涂态涂层制备方法与实施例1相同，所得到的涂层是非晶相，不同之处在于非晶涂层基体中没有a_Al2C>3晶粒，存在Y2O3和YAG晶粒。后热处理方法与实施例1相同，所得到的涂层不是共晶复合陶瓷涂层，不具有三维互穿网络自锁微结构特征，涂层内部出现很多纵向裂纹(见图14)，致密度下降，继续对涂层进行保温至24h和96h后，涂层晶粒明显长大，显微硬度大幅度下降。
[0069]本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的主旨和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种A1203/YAG非晶复合陶瓷涂层，其特征在于，所述非晶复合陶瓷涂层的主体是非晶相的Al2O3和Y3Al5O12,并在主体中弥散分布有少量的Ct-Al2O3晶粒和Y3Al5O12晶粒，所述非晶复合陶瓷涂层中，Al2O3的质量分数为22%?54%，Y3A15012的质量分数为46%?78%。2.根据权利要求1所述的A1203/YAG非晶复合陶瓷涂层，其特征在于，所述非晶复合陶瓷涂层的厚度为50?500μπι。3.一种AI2O3/YAG共晶复合陶瓷涂层，其特征在于，所述涂层由C1-AI2O3晶粒和Υ3ΑΙ5Ο12晶粒组成，所述涂层的截面形貌呈现出三维互穿网络自锁结构，所述涂层中，Al2O3的质量分数为22%?54% ,Y3Al5Oi2的质量分数为46%?78%。4.根据权利要求3所述的A1203/YAG共晶复合陶瓷涂层，其特征在于，所述共晶复合陶瓷涂层的厚度为50?500μπι。5.—种权利要求1或2所述的A1203/YAG非晶复合陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (1)将Al2O3粉末和Y2O3粉末混合均匀，造粒得到A1203/Y203复合粉体，其中Al2O3粉末的质量分数范围为55%?80%，Y2O3粉末的质量分数范围为20%?45% ； (2)采用热喷涂将步骤(I)制得的A1203/Y203复合粉体沉积于基材表面，即制得所述A1203/YAG非晶复合陶瓷涂层。6.—种权利要求3或4所述的A1203/YAG共晶复合陶瓷涂层的制备方法，其特征在于，将根据权利要求5的制备方法制得的A1203/YAG非晶复合陶瓷涂层在大气条件下于950?1200°C保温4?10小时，即制得所述A1203/YAG共晶复合陶瓷涂层。7.根据权利要求5或6所述的制备方法，其特征在于，步骤(I)中，将Al2O3和Y2O3粉末进行湿法球磨混合均匀，配置成悬浮稳定浆料后进行喷雾造粒得到Α1203/Υ203复合粉体。8.根据权利要求5至7中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(I)制得的Α1203/Υ203复合粉体在热喷涂之前进行热处理，所述热处理的温度为900?1200°C，热处理时间为2?6小时，优选地，所述热处理之后进行过筛处理，获得复合粉体粒度分布范围为15?45μπι。9.根据权利要求5至8中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述热喷涂为等离子体喷涂，喷涂工艺参数为:等离子气体氩气流量40?50slpm，等离子气体氢气流量7?12slpm，电流620?680A，功率40?50kW，送粉载气氩气流量3?4slpm，送粉速率30?40g/min，喷涂距离 100 ?120mm。10.根据权利要求5至9中任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述基材是金属或陶瓷或石墨，喷涂前优选进行清洗和喷砂处理。
【专利摘要】本发明涉及Al2O3/YAG非晶/共晶复合陶瓷涂层及其制备方法，所述非晶复合陶瓷涂层的主体是非晶相的Al2O3和Y3Al5O12，并在主体中弥散分布有少量的α-Al2O3晶粒和Y3Al5O12晶粒，所述非晶复合陶瓷涂层中，Al2O3的质量分数为22%～54%，Y3Al5O12的质量分数为46%～78%。本发明制备的非晶复合陶瓷涂层，涂层结构致密，气孔率较低，层间界面结合较好，非晶相主体部分含有较多的自由体积，在变形时可以有效形成剪切带，使其具有较高的断裂韧性。
【IPC分类】C23C4/11, C23C4/134
【公开号】CN105603352
【申请号】CN201610029149
【发明人】杨凯, 荣建, 赵华玉, 刘晨光, 庄寅, 倪金星, 邵芳, 陶顺衍
【申请人】中国科学院上海硅酸盐研究所
【公开日】2016年5月25日
【申请日】2016年1月15日