【摘要】：目的提高PS-PVD沉積7YSZ熱障涂層的抗高溫氧化性能。方法采用等離子噴涂-物理氣相沉積(PS-PVD)分別在未預處理和預處理(拋光+預氧化)的粘結層表面制備了柱狀結構7YSZ熱障涂層,并在大氣環(huán)境下測試了柱狀結構7YSZ熱障涂層的950℃靜態(tài)高溫氧化性能。利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射儀、能譜儀對高溫氧化過程中的陶瓷層/粘結層界面形貌、TGO層結構演變進行表征。結果粘結層的拋光處理能夠降低表面幾何受力不均勻部位,抑制陶瓷層/TGO/粘結層界面處微裂紋的產(chǎn)生,同時粘結層的預氧化處理形成的薄而連續(xù)的TGO層能有效降低TGO的生長速度,抑制陶瓷層-粘結層之間的元素互擴散。柱狀結構7YSZ涂層的高溫氧化動力學曲線符合Wagner拋物線規(guī)律,粘結層未預處理和預處理的7YSZ熱障涂層的氧化速率常數(shù)分別為0.101×10~(-12) cm~2/s和0.115×10~(-13) cm~2/s。結論粘結層預處理能有效改善等離子物理氣相沉積7YSZ熱障涂層的抗氧化性能。
【圖文】：

圖1所示。圖2為采用PS-PVD制備的7YSZ涂層的微觀結構。圖2a為涂層的表面形貌，呈團簇的“菜花”狀結構。圖2b為涂層的斷面結構，圖中柱狀晶垂直于基體表面生長，涂層底部柱狀晶寬度窄且較致密，上端柱狀結構寬并在柱狀結構的枝晶間存在大量的孔隙，，從頂端的局部放大圖可以看出，柱狀結構內部包含了許多納米級二次柱狀晶，這主要是氣相沉積過程中“二次陰影”所致[18—19]，同時觀察到了柱狀枝晶上分布著較多的微納固態(tài)顆粒。圖3為涂層及粉末的XRD衍射圖，由圖3可知，M6700粉末中主要含有單斜相M和四方形T相，噴圖1SulzerMetcoM67007YSZ粉末形貌Fig.1MorphologyoftheSulzerMetcoM67007YSZpowders圖2PS-PVD制備的7YSZ涂層微觀結構Fig.2Microstructuresof7YSZcoatingpreparedbyPS-PVD:a)surface;b)cross-sectional

的“菜花”狀結構。圖2b為涂層的斷面結構，圖中柱狀晶垂直于基體表面生長，涂層底部柱狀晶寬度窄且較致密，上端柱狀結構寬并在柱狀結構的枝晶間存在大量的孔隙，從頂端的局部放大圖可以看出，柱狀結構內部包含了許多納米級二次柱狀晶，這主要是氣相沉積過程中“二次陰影”所致[18—19]，同時觀察到了柱狀枝晶上分布著較多的微納固態(tài)顆粒。圖3為涂層及粉末的XRD衍射圖，由圖3可知，M6700粉末中主要含有單斜相M和四方形T相，噴圖1SulzerMetcoM67007YSZ粉末形貌Fig.1MorphologyoftheSulzerMetcoM67007YSZpowders圖2PS-PVD制備的7YSZ涂層微觀結構Fig.2Microstructuresof7YSZcoatingpreparedbyPS-PVD:a)surface;b)cross-sectional
【作者單位】： 廣東省新材料研究所現(xiàn)代材料表面工程技術國家工程實驗室廣東省現(xiàn)代表面工程技術重點實驗室;廣東工業(yè)大學材料與能源學院;
【基金】：廣東省自然科學基金(2016A030312015) 廣東省科技廳對外科技合作項目(2013B050800031);廣東省科技廳工業(yè)高新技術攻關引導項目(2013B010102023);廣東省科技廳國際科技合作(2014B050502008)~~
【分類號】：TG174.4

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本文編號：2528698