超音速火焰噴涂熱障涂層抗氧化性能及熱震性能的研究.pdf

1、熱障涂層(TBCs)因其具有優(yōu)良的抗高溫氧化防護(hù)性能，廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片上，可以降低葉片表面的工作溫度，延長(zhǎng)涂層的使用壽命。進(jìn)一步的提高熱障涂層的抗高溫氧化性能已成為目前研究的重點(diǎn)。
　　 本文采用國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的超音速噴涂設(shè)備，在鎳基高溫合金GH4099的表面制備了MCrAlY為過渡層、8YSZ為工作層的雙層熱障涂層，研究了其抗高溫氧化性能及耐冷熱沖擊性能。利用場(chǎng)發(fā)生掃描電鏡、拉曼光譜法(RFS)、XRD衍射儀及EDS等

2、檢測(cè)手段，分析了涂層的顯微結(jié)構(gòu)、高溫氧化行為以及涂層失效行為。
　　 結(jié)果表明：超音速噴涂可以明顯的改善等離子噴涂的粘結(jié)層界面粗糙的問題，獲得平整的界面，涂層顆粒細(xì)小，粒子間的界面增多，極大的增加了Al元素在其中的擴(kuò)散通道，有利于在粘結(jié)層表面形成一層Al2O3保護(hù)膜，阻止了粘結(jié)層其他元素的進(jìn)一步氧化。超音速噴涂工藝使TGO瞬態(tài)氧化階段時(shí)間縮短，大大的延長(zhǎng)了涂層的穩(wěn)態(tài)氧化期，避免形成疏松的大顆粒尖晶石類氧化物，減少了氧化缺陷的產(chǎn)生

3、，極大的提高了熱障涂層的使用壽命HVOF涂層在氧化初期會(huì)迅速在陶瓷層與粘結(jié)層界面上形成TGO，在1050℃氧化96小時(shí)后，TGO出現(xiàn)分層現(xiàn)象，TGO內(nèi)層以等軸晶生長(zhǎng)，由致密的Al2O3組成；而TGO外層的氧化物呈柱狀晶生長(zhǎng)，組織不致密，顆粒間存在較大的間隙和空洞。超音速噴涂的熱障涂層的應(yīng)力增長(zhǎng)較為平穩(wěn)，無明顯應(yīng)力集中區(qū)，涂層在1050℃經(jīng)過300 次熱循環(huán)后涂層依然完好，其最大應(yīng)力值為571.3 Mpa。
　　 綜上所述，陶瓷層