电子束物理气相沉积LaZrCeO热障涂层微结构与热循环性能

作     者：牟仁德 刘冠熙 谢孝昌 MU Rende;LIU Guanxi;XIE Xiaochang

作者机构：中国航发北京航空材料研究院航空材料先进腐蚀与防护重点实验室北京100095 中国航发北京航空材料研究院北京100095 

出 版 物：《航空材料学报》 (Journal of Aeronautical Materials)

年 卷 期：2022年第42卷第1期

页      面：33-39页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

主　　题：热障涂层 电子束物理气相沉积 微结构 热循环性能 

摘      要：热障涂层(thermal barrier coatings,TBCs)是一种由金属黏结层、热生长氧化物层和陶瓷面层组成的金属-陶瓷复合系统,在先进的航空发动机领域上引起了广泛的关注,但目前先进热障涂层的热循环寿命提升和失效行为研究仍然是一个难点。本研究采用电子束物理气相沉积技术(electron beam physical vapour deposition,EB-PVD)制备LaZrCeO/YSZ双陶瓷层热障涂层,研究热障涂层的相结构、显微组织和失效行为。结果表明:LaZrCeO/YSZ涂层为烧绿石与萤石结构组成的复合涂层材料,LaZrCeO/YSZ涂层的微观结构由羽毛状纳米结构和柱内孔隙组成;在1100℃热循环条件下,LaZrCeO/YSZ双陶瓷层热障涂层展现了良好的热循环寿命;热循环实验后,由于应力累积的作用裂纹在热生长氧化层(TGO)中萌生并扩展,包括水平裂纹和垂直裂纹两大类,进而引起整个涂层体系的不稳定,最终导致涂层失效。