大氣等離子噴涂YSZ熱障涂層微觀組織、相組成及電容特性的研究.pdf

1、氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)熱障涂層服役過程中ZrO2相變和微觀組織結(jié)構(gòu)變化;陶瓷涂層與金屬過渡層之間熱生長氧化物(TGO)的生長、分布以及涂層這些微觀結(jié)構(gòu)和缺陷導致涂層性能的變化直接影響到熱障涂層的服役壽命。本文采用大氣等離子噴涂(APS)工藝分別在以高溫合金基底，CoNiCrAlY為金屬過渡層的表面制備了兩種不同ZrO2-8％Y2O3粉體的YSZ熱障涂層。實驗中分別對涂層試樣在1100℃、1150℃和1200℃三個不同高溫下保溫5h時

2、效退火處理和在1100℃條件下水冷熱震性能循環(huán)實驗。采用了Olympus金相顯微鏡和Philips掃描電鏡觀測了涂層組織和微觀形貌變化;用MH-6顯微硬度儀測量涂層的顯微硬度;用日本理學X射線衍射儀對試樣做XRD衍射分析;用EDAX設備分析了涂層和粉體的微區(qū)成分;采用了電橋法測定涂層的相應電容值，并且計算涂層的介電常數(shù)。結(jié)果表明:
　　 (1)與YSZ粉體顆粒不同的是原始涂層中主要是非穩(wěn)定四方相T'，粉體沒有T相，相變發(fā)生在YS

3、Z粉體顆粒在基體上沉積冷凝的噴涂過程中。北京YSZ涂層中M相含量明顯低于益陽YSZ涂層的M相含量。在熱震循環(huán)過程中YSZ涂層中并未發(fā)生明顯的T→M相變過程。在1200℃，10h時效處理后，涂層的M相含量升高，T相含量降低證明了T→M相變主要發(fā)生在時效過程中。
　　 (2)兩種涂層經(jīng)過高溫時效處理后致密度和顯微硬度值有所提高，主要是因為涂層中YSZ晶粒在時效中長大，晶粒取向發(fā)生小角度旋轉(zhuǎn)的以及少部分T→M相變的結(jié)果。
　　

4、 (3)在時效處理中北京粉末制備的YSZ涂層的性能穩(wěn)定性優(yōu)于益陽YSZ涂層，這與兩種YSZ粉體在噴涂過程中熔化狀態(tài)、沉積冷凝狀態(tài)有密切關系。北京YSZ涂層的組織結(jié)構(gòu)疏松，微裂紋較多在一定程度上減緩、釋放了涂層中各種應力，涂層性能更加穩(wěn)定。
　　 (4)涂層電容值隨著時效溫度的升高而逐漸降低，在熱震循環(huán)中涂層電容值呈波動的相對穩(wěn)定的趨勢，不同測試頻率對涂層的電容值測量結(jié)果影響不大。涂層的T→M相變只是影響其變化的次要因素，在粘接層