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NiCoCrAlY粘结层喷涂工艺对8YSZ热障涂层抗氧化性能的影响

李文生  王裕熙  
【摘要】:目的提高热障涂层粘结层的抗高温氧化性能。方法分别采用爆炸喷涂和等离子喷涂工艺制备了不同结构的Ni CoCrAlY粘结层,之后通过等离子喷涂制备8YSZ陶瓷层,分析了两种粘结层结构的热障涂层的抗高温氧化性能。利用XRD、SEM和EDS对涂层物相、微观结构和成分进行分析,并对其与基体结合状态、抗高温氧化性能进行研究。结果爆炸喷涂粘结层内部组织致密,缺陷较少,与基体结合处孔隙少;而等离子喷涂粘结层内部的层状特征明显,孔隙较多,表面粗糙度较低。爆炸喷涂粘结层氧化5 h后,表面生成了一层富Al_2O_3的致密氧化物膜;而等离子喷涂粘结层表面形成了富Ni O、CoO、Cr_2O_3和Ni(Cr,Al)_2O_4的氧化物层,并出现了许多微裂纹和片层状氧化物。爆炸喷涂制备的热障涂层试样在前5 h氧化增重速率高于等离子喷涂试样,随后变平缓,而等离子喷涂试样氧化速率依然较高。爆炸喷涂热障涂层的热生长氧化物层(Thermally grown oxide, TGO)经50 h氧化后,仍呈连续状,厚度均匀,粘结层内氧化物缺陷较少。结论爆炸喷涂粘结层组织均匀、致密,喷涂时涂层的氧化以及热处理的内氧化较少,使得足够的Al较快速地在粘结层表面形成致密的氧化铝,表面一定厚度的氧化铝层抑制了氧和其他金属原子的相向扩散反应,提高了涂层的抗高温氧化性能。

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