YZrHf热障涂层的制备及热震性能分析

摘要：

目的 研究喷涂态YZrHf热障涂层的微观组织及其抵抗高温热冲击的性能,探讨高温条件下热生长氧化物(TGO)对陶瓷层的影响.方法 采用大气等离子喷涂(APS)技术制备厚度约为 300 μm的YZrHf热障涂层,并将涂层在950℃下保温15 min后进行水冷循环热震实验,直至涂层剥落失效,使用SEM、EDS、X射线衍射仪对制备态及热震实验后的热障涂层微观组织进行分析.结果 涂层表面粗糙不平且分布有十几到几十微米长度的网状裂纹,这些相互贯通的裂纹为氧气的进入提供了通道.经过 101 次循环热震实验后,涂层部分区域剥落失效,SEM结果显示,在陶瓷层/黏结层界面处、黏结层内部均出现了热生长氧化物,且在陶瓷层中分布有横向、纵向的贯通性裂纹,而在TGO生长区域,也出现了一些小裂纹,但涂层并未剥落.经测定分析可知,TGO的主要成分为Al2O3、Cr2O3、NiO以及尖晶石氧化物组成的混合物(CSN).结论 热震实验后TGO层中Al元素贫化,Ni、Cr等元素向界面处迁移参与反应,同时尖晶石氧化物以α-Al2O3 为基础形成,这些氧化物的存在会产生对陶瓷层的压应力,加速涂层的开裂失效;涂层中掺杂的HfO2能够阻止Al的外扩散,降低氧化层的生长速率.

关键词：热障涂层、等离子喷涂、热震性能、显微组织、热生长氧化物TGO

所属期刊栏目：16

分类号：TG174.4(金属学与热处理)

在线出版日期：2024-01-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：87-96