粘結(jié)層對熱障涂層高溫抗氧化性能的影響研究.pdf

1、熱障涂層主要用于航空發(fā)動機的熱端部件,一般由兩部分組成:對合金部件起隔熱作用的陶瓷層、抗高溫氧化腐蝕的粘結(jié)層?？紤]到陶瓷層的相穩(wěn)定性、低熱導率,本文采用Sc2O3-Y2O3-ZrO2陶瓷粉末材料。粘結(jié)層位于金屬基體和陶瓷層之間,改善了涂層、基體之間的熱膨脹差異,緩解了體系的熱應力,阻礙了氧氣氧化基體。粘結(jié)層一般采MCrAlY合金,(其中M指Ni、Co或Ni+Co)。粘結(jié)層的氧化生成物Thermally Grown Oxide(即TGO)

2、被認為是涂層失效的根本原因。
　　 本文試圖研究同種陶瓷層、不同粘結(jié)層的熱障涂層體系的抗氧化性能,以此優(yōu)化熱障涂層體系的設計。
　　 本文主要研究內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　 1.采用化學共沉淀法制備Sc2O3-Y2O3-ZrO2陶瓷復合粉,采用等離子噴涂法制備了NiCrAlYSi-ScYSZ、NiCrAlY-ScYSZ、NiCoCrAlTaY-ScYSZ三種體系的熱障涂層。
　　 2.記錄樣品熱處理0h、5h

3、、25h、50h、75h、100h、150h、200h、225h、250h、300h后的質(zhì)量變化得到氧化動力學曲線,三種樣品的動力學曲線均為指數(shù)形式,氧化過程可簡單分為三個過程。
　　 3.三種體系的樣品1100℃熱處理,分別對不同氧化時間的樣品做斷面形貌分析,發(fā)現(xiàn)隨著氧化時間的增加,TGO從最初的以Al2O3為主,逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橐訬i、Cr、Al為主的混合氧化物。
　　 4.通過能譜分析確定樣品失效時脫落的陶瓷表面及TGO