热循环对热障涂层力学性能的影响

摘要：

通过纳米压痕仪测试了热障涂层(TBCs)在1050℃热循环不同时间后的弹性模量和硬度,从微观层面了解其高温力学性能变化.采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电镜(SEM)等对涂层的物相和形貌进行了分析.结果表明:采用纳米压痕仪测得Y2O3部分稳定的ZrO2(YSZ)陶瓷层的弹性模量(Ei)在80-170 GPa之间,硬度在2.6-5.8 GPa之间.陶瓷层的硬度和弹性模量均随热循环时间增加而增加,在热循环初期,涂层的强度稍高,随着热循环时间的增加,涂层的强度减小,韧性变得更好.热循环后期,涂层的强度最大.同时,随着热循环时间的增加,划痕形貌发生了明显的变化.热障涂层的失效分析表明:由于氧化循环次数增加,YSZ发生了烧结,在热循环作用下样品内部的内应力升高,产生横向裂纹,从而导致柱状晶结构发生破坏而产生失效.

关键词：热障涂层;微纳米压痕/划痕;热循环;YSZ

所属期刊栏目：42

分类号：TG174.44(金属学与热处理)

资助基金：国电长源电力股份有限公司和国电青山热电有限公司联合资助

在线出版日期：2021-11-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：150-156