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不同粘结层材料的PS-PVD热障涂层热震性能

毛杰1 刘飞1,2 邓子谦1 邓春明1 刘敏1 曾德长2 梁兴华3

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.华南理工大学材料科学与工程学院;3.广西科技大学

摘要: 为探索不同粘结层材料对等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD) YSZ陶瓷层的热震性能的影响,采用PS-PVD工艺在DZ40M高温合金上制备了NiCoCrAlYTa和NiCrAlY两种不同的金属粘结层及YSZ陶瓷层,用SEM及XRD等方法表征两种粘结层表面沉积的YSZ陶瓷层的形貌结构、显微硬度及物相,研究了两种涂层的1100℃水淬热震性能及失效模式.结果表明:PS-PVD制备的NiCoCrAlYTa和NiCrAlY两种粘结层均非常致密,陶瓷层均为典型羽毛型柱状结构;NiCoCrAlYTa-7YSZ和NiCrAlY-7YSZ两种羽柱状陶瓷层的孔隙率分别为16.1%和16.5%,显微硬度HV0.025分别为615.8和683.6;陶瓷层的形貌结构及孔隙率、硬度等基本性能,对粘结层成份差异不敏感.1100℃水淬试验结果表明,NiCrAlY-7YSZ涂层的抗热震性能优于NiCoCrAlYTa-7YSZ涂层.失效模式是涂层在频繁的低温-高温热循环中羽柱状陶瓷层内部裂纹萌生和扩展,以及表面花菜头先剥落形成点蚀坑.随着热震次数增加,更多的点蚀坑随机出现并扩大,进而相连后形成大面积剥落区还原.
关键词: PS-PVD;金属粘结层;YSZ陶瓷层;热震性能;点蚀
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