表面粗糙度对PS-PVD YSZ陶瓷层性能的影响
来源期刊：材料工程2020年第5期
论文作者：毛杰 马景涛 邓畅光 邓春明 宋进兵 刘敏 宋鹏
文章页码：144 - 150
关键词：等离子喷涂-物理气相沉积;YSZ陶瓷层;表面粗糙度;结合强度;粒子冲刷;高温氧化;
摘 要：采用PS-PVD工艺在预制有NiCoCrAlYTa黏结层的K417G高温合金上制备YSZ陶瓷层;采用万能拉伸试验机、粒子冲刷仪、静态氧化炉等设备测试PS-PVD YSZ陶瓷涂层的结合强度、抗粒子冲刷和抗高温氧化性能;采用SEM和EDS分析涂层表面、截面形貌和元素分布等。结果表明:表面粗糙度对YSZ陶瓷层拉伸结合强度、抗粒子冲刷和抗高温氧化性能的影响很大。随着粗糙度的增大,结合强度先增大而后减小。Ra=0.40μm表面上沉积的YSZ涂层,其结合强度最高,达到23.5 MPa。拉伸断裂发生在涂层内部,并距离黏结层40～70μm的位置。随着表面粗糙度的增大,冲刷速率先减小而后增大,Ra=0.40μm涂层的抗粒子冲刷性能最好,冲刷速率仅为2.8×10-3 g/g,表面起伏小和孔隙率低是涂层具有良好抗粒子冲刷性能的重要原因。不同表面粗糙度制备的YSZ涂层均能生成致密连续的热生长氧化物（TGO）层。粗糙度大则生长的TGO起伏大,更容易导致局部增厚和应力集中而失效。
毛杰1，马景涛1,2，邓畅光1，邓春明1，宋进兵1，刘敏1，宋鹏2
1. 广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室2. 昆明理工大学材料科学与工程学院
摘 要：采用PS-PVD工艺在预制有NiCoCrAlYTa黏结层的K417G高温合金上制备YSZ陶瓷层;采用万能拉伸试验机、粒子冲刷仪、静态氧化炉等设备测试PS-PVD YSZ陶瓷涂层的结合强度、抗粒子冲刷和抗高温氧化性能;采用SEM和EDS分析涂层表面、截面形貌和元素分布等。结果表明:表面粗糙度对YSZ陶瓷层拉伸结合强度、抗粒子冲刷和抗高温氧化性能的影响很大。随着粗糙度的增大,结合强度先增大而后减小。Ra=0.40μm表面上沉积的YSZ涂层,其结合强度最高,达到23.5 MPa。拉伸断裂发生在涂层内部,并距离黏结层40～70μm的位置。随着表面粗糙度的增大,冲刷速率先减小而后增大,Ra=0.40μm涂层的抗粒子冲刷性能最好,冲刷速率仅为2.8×10-3 g/g,表面起伏小和孔隙率低是涂层具有良好抗粒子冲刷性能的重要原因。不同表面粗糙度制备的YSZ涂层均能生成致密连续的热生长氧化物（TGO）层。粗糙度大则生长的TGO起伏大,更容易导致局部增厚和应力集中而失效。
关键词：等离子喷涂-物理气相沉积;YSZ陶瓷层;表面粗糙度;结合强度;粒子冲刷;高温氧化;
