热震中7YSZ热障涂层结构演变

张小锋^1,2,3，周克崧^1,2,3，张吉阜^2,3，张永^2,3，刘敏^2,3，邓春明^2,3

1. 华南理工大学材料科学与工程学院2. 广州有色金属研究院现代材料表面工程技术国家工程实验室3. 广州有色金属研究院新材料研究所

摘 要：采用低温超音速等离子喷涂（LT-HVOF）在镍基高温合金基体上制备了Ni Co Cr Al YTa粘结层,使用大气等离子喷涂（APS）在粘结层上`制备了7wt%Y2O3-Zr O2（7YSZ）陶瓷层。基于动态试验即热震实验研究了粘结层的扩散氧化机制,探讨了陶瓷层的烧结及相变过程并观察了涂层的结构演变。实验结果表明:动态热循环下随着热震次数的增加,粘结层组元扩散氧化形成热生长氧化物（TGO）且厚度逐渐增加。此外,粘结层组元在温度梯度下沿陶瓷层内部裂纹向高温区扩散,最终在陶瓷层表面裂纹区域出现大量的金属氧化物,同时粘结层组元的扩散有助于陶瓷层的烧结,导致其显微硬度逐渐增大,而粘结层由于Kirkendall效应,其内部出现大量的孔洞导致其显微硬度逐渐降低。另外,陶瓷层在相变及热循环应力的作用下表面出现了大尺度的宏观裂纹。

关键词：热震;热生长氧化物;失效机理;结构演变;