第十五届全国表面工程大会

稀土单硅酸镱（Yb₂SiO₅）是环境屏障涂层最理想的候选材料之一。本文通过大气等离子喷涂技术成功制备了Yb₂SiO₅涂层，并系统研究了主气体流量和喷涂粉末成分对涂层微观结构及相组成的影响，以解决等离子喷涂过程中SiO₂的挥发问题。结果表明：当主气体流量为35 L/min时，Yb₂SiO₅涂层结构较致密且内部缺陷较少，主气体流量在30 L/min至40 L/min范围内变化对喷涂粉末的熔化效果及涂层孔隙率无显著影响。Yb₂SiO₅涂层由Yb₂O₃、Yb₂SiO₅两种晶相和非晶相组成，其相组成不受主气体流量变化的影响。经1400 °C热处理20 h后，涂层中析出Yb₂SiO₅晶相，其含量达74.29 mol%，剩余相为Yb₂O₃相。添加25.71 mol% SiO₂的Yb₂SiO₅涂层在热处理后仍保持致密，Yb₂SiO₅晶相含量高达97.76 mol%，而Yb₂Si₂O₇相含量仅为2.24 mol%。这表明，过量添加一定量的SiO₂可有效补偿其挥发损失，从而制备出接近化学计量比的Yb₂SiO₅涂层。

环境障涂层；硅酸镱；大气等离子喷涂；相结构