СИНТЕЗ КОМПОЗИЦІЙНИХ ПОРОШКІВ ПІРОХЛОР ЛАНТАНУ–ФОСФАТ ЛАНТАНУ ДЛЯ ТЕРМОБАР'ЄРНИХ ПОКРИТТІВ

Анотація

Термобар'єрні покриття (ТБП) відіграють значну роль в аерокосмічній й промисловій галузях, а саме для захисту металевих підкладок від руйнування через високі температури. Це дослідження проведено з метою синтезу й оцінки властивостей нового композита цирконат-фосфат лантану (LaPZ) як потенційного матеріалу для ТБП. Композити LaPZ синтезовано методом подрібнення у високоенергетичному кульовому млині з подальшим випалюванням, що забезпечило точність складу і мікроструктури. Для характеризації синтезованого композита LaPZ застосувано різні методи, як-от рентгенівська дифракція (XRD), сканувальна електронна мікроскопія (СЕМ) і тер­мічний аналіз. Фосфат лантану готували методом осадження: прокалювали спочатку за температури 700 °C, а потім ¾ за 1200 °C протягом 2 год. Для приготування композиційних порошків використовували кристалічну фазу фосфату лантану LP-C. Його подрібнювали у високоенергетичному кульовому млині, завантаженому оксидом цирконію, при 350 об/хв протягом 8 год із додаванням дистильованої води, а потім прокалювали за температури 1300 °C протягом 4 год. Рентгеноструктурний аналіз виявив в композиційних порошках LaPZ кубічну структуру пірохлору La₂Zr₂O₇ і моноклінний LaPO₄. Для отримання структури пірохлору було взято LaP та оксид цирконію у двох різних молярних співвідношеннях, а саме 1 : 1 (LaPZ 1) та 1 : 2 (LaPZ 2). Коефіцієнт термічного розширення (КТР) покриття LaPZ 1 становив приблизно 8,97 × 10^–6 К^–1. КТР покриття LAPZ 2 становив 9,15 ×10^–6 К^–1 в інтервалі температур від 0 до 1400 °C. Усі зразки демонстрували стабільне теплове розширення до 1400 °C, що вказує на придатність LaPZ для застосування в ТБП.