PS-PVD制備YSZ熱障涂層的CMAS腐蝕行為研究

編號：FTJS10198

篇名：PS-PVD制備YSZ熱障涂層的CMAS腐蝕行為研究

作者：嚴剛 劉偉 羅俊輝 谷凱凱 李聰 楊麗 周益春

關鍵詞： 等離子噴涂-物理氣相沉積(PS-PVD) 熱障涂層(TBCs) CMAS腐蝕 滲透速度 失效行為

機構(gòu)： 西安電子科技大學 西安電子科技大學涂層薄膜材料與器件前沿交叉研究中心 湘潭大學

摘要： 熱障涂層(TBCs)廣泛應用于先進航空發(fā)動機熱端部件,有效延長了發(fā)動機熱端部件的服役壽命,成為先進航空發(fā)動機必不可少的熱防護材料。但在服役過程中一些大氣沉積物CMAS加熱后變?yōu)槿廴隗w吸附在熱障涂層表面,并沿著孔隙和裂紋等缺陷滲透至涂層內(nèi)部,誘導涂層過早失效。采用等離子-物理氣相沉積技術(PS-PVD)制備YSZ熱障涂層,利用XRD、SEM等表征手段,對不同腐蝕時間的涂層物相成分、微觀結(jié)構(gòu)進行了表征。研究結(jié)果表明,YSZ涂層在1250℃下經(jīng)過CMAS腐蝕后發(fā)生了相變;隨著腐蝕時間的增加,CMAS沉積物會沿著熱障涂層類柱狀晶間隙滲透至內(nèi)部,導致涂層結(jié)構(gòu)出現(xiàn)疏松,并且在陶瓷層上部區(qū)域出現(xiàn)了類柱狀晶斷裂現(xiàn)象,涂層宏觀表現(xiàn)為部分陶瓷層剝落;腐蝕8 h后陶瓷層部分區(qū)域出現(xiàn)了類柱狀晶從粘結(jié)層上整體剝離;CMAS滲透深度隨腐蝕時間的增加不斷加大,在腐蝕3 h內(nèi)其滲透速度相對較快,腐蝕3 h以后其滲透速度會相對變得緩慢。