EB-PVD热障涂层高温氧化过程中的显微结构和相分析
来源期刊：中国腐蚀与防护学报2002年第2期
论文作者：张重远 孙晓峰 宫声凯 胡壮麒 李美姮 胡望宇 管恒荣
关键词：电子束物理气相沉积; 热障涂层; 显微裂纹; 相变;
摘 要：采用磁控溅射方法在镍基单晶高温合金基体上沉积NiCrAlY粘结层,电子束物理气相沉积方法(EB-PVD)沉积陶瓷层(7 mass%Y2O3-ZrO2).用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等研究了EB-PVD热障涂层热循环过程中的相变,同时观察了样品的形貌变化.结果表明,EB-PVD方法沉积的陶瓷层,其柱状晶粒簇拥成团,表面比较致密,然而晶粒簇间存在间隙,允许柱状晶横向伸缩,使基体能在相对大的范围内自由膨胀.经高温氧化后,陶瓷层表面变得疏松,柱状晶粒簇间距增大,随着热循环的继续进行,相邻较大的间隙互相连接而形成微裂纹,并逐渐横向及纵向扩展.循环氧化比恒温氧化更易于产生显微裂纹.1050℃热循环过程中,ZrO2正方相的c/a轴比值逐渐增加,Y2O3含量逐渐减少,非平衡正方相逐渐分解成平衡正方相和立方相.循环300次后,观察到少量从平衡正方相转变而来的单斜相.
张重远1，孙晓峰1，宫声凯2，胡壮麒1，李美姮1，胡望宇3，管恒荣1
(1.中国科学院金属研究所,沈阳,110016;
2.北京航空航天大学,北京,100083;
3.湖南大学材料科学与工程学院,长沙,410082)
摘要:采用磁控溅射方法在镍基单晶高温合金基体上沉积NiCrAlY粘结层,电子束物理气相沉积方法(EB-PVD)沉积陶瓷层(7 mass%Y2O3-ZrO2).用X-射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等研究了EB-PVD热障涂层热循环过程中的相变,同时观察了样品的形貌变化.结果表明,EB-PVD方法沉积的陶瓷层,其柱状晶粒簇拥成团,表面比较致密,然而晶粒簇间存在间隙,允许柱状晶横向伸缩,使基体能在相对大的范围内自由膨胀.经高温氧化后,陶瓷层表面变得疏松,柱状晶粒簇间距增大,随着热循环的继续进行,相邻较大的间隙互相连接而形成微裂纹,并逐渐横向及纵向扩展.循环氧化比恒温氧化更易于产生显微裂纹.1050℃热循环过程中,ZrO2正方相的c/a轴比值逐渐增加,Y2O3含量逐渐减少,非平衡正方相逐渐分解成平衡正方相和立方相.循环300次后,观察到少量从平衡正方相转变而来的单斜相.
关键词:电子束物理气相沉积; 热障涂层; 显微裂纹; 相变;
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