YSZ熱障涂層的熱腐蝕性能研究.pdf

1、本文主要研究了熱障涂層體系在高溫熔鹽中的熱腐蝕性能，研究對(duì)象為鎳基高溫合金Hastelloy X、NiCrAl金屬涂層和8YSZ陶瓷層。兩種涂層均采用大氣等離子噴涂技術(shù)制備，其機(jī)構(gòu)分別為 Hastelloy X+NiCrAl和Hastelloy X+NiCrAl+YSZ。對(duì)三種試樣進(jìn)行高溫氧化處理后，在750℃的25wt.％NaCl-75wt.%Na2SO4混合熔鹽中進(jìn)行熱腐蝕實(shí)驗(yàn)，使用掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、X射線衍射

2、(XRD)、電化學(xué)測(cè)試、失重曲線等分析測(cè)試方法研究三種材料在熱腐蝕沖擊下組織結(jié)構(gòu)的變化，分析材料的熱腐蝕性能及腐蝕破壞機(jī)制。
　　研究了氧化處理對(duì)Hastelloy X熱腐蝕性能的影響：經(jīng)過(guò)氧化后可以在表面形成完整緊密的氧化物保護(hù)層，阻止熔鹽向合金擴(kuò)散；未經(jīng)氧化的合金熱腐蝕過(guò)程中腐蝕產(chǎn)物也可以形成保護(hù)膜，結(jié)構(gòu)疏松，熔鹽可以擴(kuò)散至合金基體表面，腐蝕產(chǎn)物中的氧化物遷移至保護(hù)膜表面而硫化物厚度在膜下不斷增長(zhǎng)導(dǎo)致保護(hù)膜開(kāi)裂脫落，腐蝕速度加

3、快。
　　經(jīng)過(guò)氧化處理后，NiCrAl金屬涂層表面生長(zhǎng)出致密的Cr、Al的氧化物保護(hù)膜，腐蝕速度很慢。表面氧化物會(huì)和熔鹽中的Na2O發(fā)生反應(yīng)被溶解，生成Na2CrO4、NaAlO2等物質(zhì)，飽和后析出結(jié)晶。涂層內(nèi)的金屬會(huì)向表面遷移，導(dǎo)致涂層內(nèi)部出現(xiàn)缺陷，晶格變大。
　　氧化處理后在 NiCrAl層與YSZ層之間出現(xiàn)氧化物生長(zhǎng)層(TGO)。YSZ層也出現(xiàn)了被 Na2O溶解的現(xiàn)象，生成 Na2ZrO3，溶解作用使構(gòu)成涂層層狀結(jié)構(gòu)的