自然界中，天然莫来石(Mullite)的含量十分少，最早于1924年在苏格兰马尔岛(islandof
mull)发现，因此而得名；莫来石作为一种铝硅酸盐矿物，组成为3A1203-2Si02，是一种重要的
陶瓷材料，它是制备陶瓷、瓷器、耐火材料和粘土空心制品等的主要成分；除了作为一种传统
陶瓷材料外，莫来石和其复合材料还具有很多其它的优异特性：如耐火度高、抗热震性好、抗
化学侵蚀、抗蠕变、荷重软化温度高、电绝缘性强、体积稳定性好等性质，因而作为先进结构
和功能陶瓷，在航空、航天、电力、冶金、光学等高科技领域中具有广泛的应用。
由于天然的莫来石自然界中存在很少，大量的莫来石热喷涂粉末采用人工合成的方法制备
，包括：固相转变；A1203和Si02反应烧结；溶胶凝胶法；蓝晶石、硅线石、红柱石的高温转变
等。人工合成的莫来石主要用于制备莫来石纤维材料，莫来石基复合材料和莫来石涂层等；其
中莫来石涂层的制备，大多采用化学气相沉积(CVD)、等离子喷涂(Plasma-sprayed，PS)或火焰
喷涂(Flame-spmyed，FS)技术。莫来石涂层主要作为环境障碍涂层(Environmental Barrier
Coatings，EBCs)和热障涂层(Thermal Barrier Coatings，TBCs)用于保护在高温条件下服役的
陶瓷(SiC／Si3N4)和金属基体。
文中采用甘肃漳县高纯天然红柱石热喷涂粉末为原料，对其高温煅烧使之莫来石化后，采
用喷雾干燥技术对莫来石化的热喷涂粉末造粒，制备适合大气等离子喷涂的热喷涂莫来石热喷
涂粉末，研究了热喷涂粉末喷射在水中的熔融特点，即对热喷涂粉末进行等离子球化，表征了
喷雾造粒和等离子球化后热喷涂粉末的粒径分布、相组成和微观形貌；采用大气等离子喷涂造
粒热喷涂粉末制备莫来石涂层，对涂层的相关性能及涂层热处理前后的相组成进行了研究。
该研究为红柱石煅烧后制备莫来石喷涂热喷涂粉末，并采用热喷涂方法制备莫来石涂层提
供了实验方法和理论依据，而且该方法较其它方法具有工艺简单，成本低廉等特点。
摘 要：喷雾造粒制备莫来石热喷涂粉末，采用大气等离子设备对造粒热喷涂粉末进行等离
子球化和涂层制备。利用激光粒度分布仪对热喷涂粉末粒度分布进行测试；扫描电镜和x射线衍
射仪分别表征了热喷涂粉末和涂层的相组成和微观形貌。结果表明：喷雾造粒和等离子球化后
的莫来石热喷涂粉末粒径为正态分布；造粒的奠来石热喷涂粉末主要由晶态莫来石和SiOz相组
成；等离子球化后，热喷涂粉末中出现玻璃态非晶相；等离子球化过程中，较小粒径热喷涂粉
末表面基本上完全熔融，较大粒径热喷涂粉末的表面为部分熔融；同时，制备的莫来石涂层具
有良好的微观形貌和较高的显微硬度；涂层经热处理后，非晶相转变为晶态莫来石，并且有部
分石英相析出。
关键词：大气等离子喷涂；莫来石；喷雾干燥；等离子球化；莫来石涂层；非晶
略
3结论
(1)喷雾造粒和等离子球化的莫来石热喷涂粉末粒径为正态分布且形貌为球形；等离子球化
后，热喷涂粉末粒径分布范围扩大，大粒径热喷涂粉末的体积百分含量增加；小粒径热喷涂粉
末表面基本上熔融，而大粒径热喷涂粉末表面部分熔融。
(2)喷雾造粒热喷涂粉末主要由晶态奠来石和Si02相组成；而等离子球化后的热喷涂粉末中
，晶态奠来石的衍射峰强度降低，热喷涂粉末中出现玻璃态非晶相。
(3)大气等离子喷涂制备的奠来石涂层具有良好的微观组织，其涂层孔隙率约为6．5％，涂
层表面显微硬度达到HVo．3=950HVo．3。
(4)制备的莫来石涂层由晶体莫来石和非晶相组成；涂层经热处理后，涂层内的非晶相转变
为晶态莫来石，且莫来石相衍射峰强度明显增强；同时，有部分的石英相析出。
参考文献略
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