热障涂层表面腐蚀斑点的形成机理研究

• 作者: 曹学强 曹沁 王进双 袁洁燕
• 来源期刊: 热喷涂技术
• 关键词: 热障涂层 氧化钇稳定化的氧化锆 腐蚀斑点
• 年，卷（期）: 2019,（1）
• 所属期刊栏目: 材料与涂层性能
• 页码范围: 9-22,8
• 页数: 15页
• 分类号: TG174.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1674-7127.2019.01.002

摘要

热障涂层(Thermal Barrier Coatings,TBCs)已广泛应用于航空、航天和地面燃机等发动机热端部件和武器装备的防护.TBCs应用的基底材料种类繁多,常见的是镍基高温合金,还有碳钢、铜合金、铝合金、镁合金、复合材料等.氧化钇稳定化的氧化锆(Yttria Stabilized Zirconia,YSZ)涂层的常见颜色是白色和灰色,颜色决定于氧空位含量.TBCs产品的表面可能出现腐蚀斑点现象,特别是在高温潮湿环境下,腐蚀斑点出现机会多、现象更明显.腐蚀斑点的颜色取决于基底或粘结层材料,碳钢和铜合金产生棕色腐蚀斑点,镍基高温合金产生绿色腐蚀斑点,钴基高温合金产生浅红色腐蚀斑点,铝合金、镁合金、树脂则不会出现彩色腐蚀斑点.在镍基高温合金基底表面,依次用大气等离子喷涂(Atmospheric Plasma Spraying,APS)方法制备钴基高温合金粘结层(Bond Coat,BC)和纳米YSZ(n-YSZ)涂层,在自然环境下贮存一段时间后,部分产品的表面出现了大量腐蚀斑点.采用体式显微镜、扫描电镜(Scanning Electron Microscopy,SEM)和激光烧蚀-耦合等离子-质谱(Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectroscopy,LA-ICP-MS)方法证明,腐蚀斑点来源于BC的腐蚀产物.BC的主要成分是Ni、Co和Cr,在涂层制备过程中分别被氧化生成氧化物NiO、CoO和Cr2O3.YSZ粉末中含有大量残余的原料ZrOCl2和YCl3,在潮湿空气中水解产生HCl,将BC的氧化物溶解,便出现了Ni2+(翠绿色)、Co2+(浅红色)和Cr3+(墨绿色)特有的颜色.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	曹学强		10	6	2.0	2.0
2	王进双		3	4	1.0	1.0
3	曹沁		2	1	1.0	1.0
4	袁洁燕		1	1	1.0	1.0