表面粗糙度对PS-PVDYSZ陶瓷层性能的影响

• 作者: 刘敏 宋进兵 宋鹏 毛杰 邓春明 邓畅光 马景涛
• 来源期刊: 材料工程
• 关键词: 等离子喷涂-物理气相沉积 YSZ陶瓷层 表面粗糙度 结合强度 粒子冲刷 高温氧化
• 年，卷（期）: 2020,（5）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 144-150
• 页数: 7页
• 分类号: TG174.453
• 语种: 中文
• DOI: 10.11868/j.issn.1001-4381.2018.001456

摘要

采用PS-PVD工艺在预制有NiCoCrAlYTa黏结层的K417G高温合金上制备YSZ陶瓷层;采用万能拉伸试验机、粒子冲刷仪、静态氧化炉等设备测试PS-PVD YSZ陶瓷涂层的结合强度、抗粒子冲刷和抗高温氧化性能;采用SEM和EDS分析涂层表面、截面形貌和元素分布等.结果表明:表面粗糙度对YSZ陶瓷层拉伸结合强度、抗粒子冲刷和抗高温氧化性能的影响很大.随着粗糙度的增大,结合强度先增大而后减小.Ra=0.40μm表面上沉积的YSZ涂层,其结合强度最高,达到23.5 M Pa.拉伸断裂发生在涂层内部,并距离黏结层40～70μm的位置.随着表面粗糙度的增大,冲刷速率先减小而后增大,Ra=0.40μm涂层的抗粒子冲刷性能最好,冲刷速率仅为2.8×10-3 g/g,表面起伏小和孔隙率低是涂层具有良好抗粒子冲刷性能的重要原因.不同表面粗糙度制备的YSZ涂层均能生成致密连续的热生长氧化物(T GO)层.粗糙度大则生长的T GO起伏大,更容易导致局部增厚和应力集中而失效.