温度梯度热循环下纳米7YSZ陶瓷层结构演变

• 作者: 刘敏 周克崧 张小锋 邓春明 邓畅光 陈焕涛
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 热障涂层 热循环 温度梯度 烧结机制
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 膜层材料与技术
• 页码范围: 256-262
• 页数: 7页
• 分类号: TG174.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.06.041

摘要

目的 采用低温超音速等离子喷涂(LT-HVOF)在镍基高温合金基体(K417)上制备了NiCoCrAlYTa粘结层,使用大气等离子喷涂(APS)在粘结层上制备了纳米7%Y2O3-ZrO2(7YSZ)陶瓷涂层,以获得温度梯度热循环下纳米陶瓷层的结构演变机制.方法 通过燃气热冲击实验仪对热障涂层模拟真实服役条件下温度梯度热循环的工作环境,采用一维稳态热传导模型计算了热障涂层中各涂层界面的温度,探讨了在热驱动作用下等径晶粒和非等径晶粒的扩散长大机制.结果 热循环次数为40次时,涂层近表面出现了烧结致密化现象,而陶瓷层底部涂层保持原来的结构.热循环次数增加到460次时,整个陶瓷层断面都发生了烧结致密化现象.结论 温度是涂层烧结致密化的主导因素.涂层中当等大晶粒接触形成弯曲颈时,由于弯曲颈只受水平方向静压力作用,晶粒中原子扩散速率慢,导致晶粒长大速率较慢;而当非等大晶粒接触形成弯曲颈时,在晶粒接触弯曲颈处存在一偏大晶粒方向的剪切力,其导致晶粒向弯曲颈扩散速率增加,晶粒长大速率较快.