SiCw摻雜GdPO4的相組成和斷裂韌性

作者：郭磊,李廣

摘要：GdPO4是一種極具應用潛力的熱障涂層材料,但其斷裂韌性有待進一步提升。本文在GdPO4中摻雜SiCw,研究了二者的高溫相容性以及反應產物相組成,探究了SiCw摻雜量對斷裂韌性的影響。研究結果表明,摻雜有SiCw的GdPO4在高溫下發生兩相反應:SiCw摻雜量為10 mol%時,反應產物為Gd9.33(SiO4)6O2和SiO2;摻雜量為20 mol%時,反應產物為SiO2、Gd2Si2O7和Gd9.33(SiO4)6O2;更高摻雜量(30 mol%)時,反應產物基本為Gd2Si2O7。反應形成的新相對GdPO4有較明顯的增韌作用。當SiCw摻雜10 mol%時,復合材料的斷裂韌性比純GdPO4提高20%左右,達到1.37 MPa?m^1/2±0.1 MPa?m^1/2。韌化機理在于新形成的第二相有助于降低裂紋尖端擴展驅動力且產生細晶強化。此外,反應形成的Gd9.33(SiO4)6O2具有較低的熱導率,有利于涂層材料的隔熱性能。

發文機構：天津大學材料科學與工程學院 天津市現代連接技術重點實驗室先進陶瓷與加工技術教育部重點實驗室

關鍵詞：碳化硅晶須磷酸釓相組成第二相增韌機理Silicon carbide whiskerGdPO4Phase compositionSecond phaseToughening mechanism

分類號： V232[航空宇航科學與技術—航空宇航推進理論與工程]