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新型Yb_2SiO_5环境障涂层1400℃高温氧化行为

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材料工程 2015年第4期43卷 37-41页

作者：贺世美熊翔何利民中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 北京航空材料研究院北京100095

采用电子束物理气相沉积和等离子喷涂工艺在Cf/SiC基体上制备出Si/3Al2O3·2SiO2+BSAS(1-xBaO-xSrOAl2O3-2SiO2,0≤x≤1)/Yb2SiO5环境障涂层,研究该涂层在1400℃恒温环境下的抗氧化性能。结果表明:涂覆环境障涂层的Cf/SiC试样,在氧化实... 详细信息

采用电子束物理气相沉积和等离子喷涂工艺在Cf/SiC基体上制备出Si/3Al2O3·2SiO2+BSAS(1-xBaO-xSrOAl2O3-2SiO2,0≤x≤1)/Yb2SiO5环境障涂层,研究该涂层在1400℃恒温环境下的抗氧化性能。结果表明:涂覆环境障涂层的Cf/SiC试样,在氧化实验进行到80h时开始出现失重。3Al2O3·2SiO2+BSAS中间层内的Ba和Al元素向外扩散,并在Yb2SiO5面层中发生反应生成BaO2和Al2Yb4O9,BSAS在1400℃恒温氧化环境下发生烧结和收缩,以及由于热膨胀系数差异造成的环境障涂层内残余应力的产生均是导致涂层过早剥落失效的主要原因。

关键词： Yb2SiO5 环境障涂层高温氧化失效

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Cr对HY3包覆型涂层退除的影响

材料工程 2006年第3期34卷 33-36页

作者：蔡妍贺世美李建平陆峰北京航空材料研究院北京100095

使用真空电弧镀技术制备了包覆型涂层HY3,对退除经过时效后的涂层的影响因素进行了研究。结果表明,涂层经过时效后,其中Cr元素的含量大增。由于Cr2O3与NiO性质的不同,以HF和HNO3为主的1#溶液适合退除时效前的涂层,以HNO3和FeCl3为主的2... 详细信息

使用真空电弧镀技术制备了包覆型涂层HY3,对退除经过时效后的涂层的影响因素进行了研究。结果表明,涂层经过时效后,其中Cr元素的含量大增。由于Cr2O3与NiO性质的不同,以HF和HNO3为主的1#溶液适合退除时效前的涂层,以HNO3和FeCl3为主的2#溶液适合于退除时效后的涂层。

关键词：包覆型涂层 HY3 退除工艺镍铬

EB-PVD锆酸镧热障涂层抗高温氧化性能研究

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材料工程 2009年第S1期37卷 22-26页

作者：牟仁德许振华贺世美北京航空材料研究院北京100095 中国科学院长春应用化学研究所长春130022

在高温合金基体上采用EB-PVD技术制备了锆酸镧(La2Zr2O7,LZ)热障涂层,研究了涂层的抗高温氧化性能;采用XRD分析了经历不同氧化时间后涂层的相结构,分别采用SEM和EDS观察和分析了氧化前后涂层的显微形貌和成分,并对可能导致涂层失效的原... 详细信息

在高温合金基体上采用EB-PVD技术制备了锆酸镧(La2Zr2O7,LZ)热障涂层,研究了涂层的抗高温氧化性能;采用XRD分析了经历不同氧化时间后涂层的相结构,分别采用SEM和EDS观察和分析了氧化前后涂层的显微形貌和成分,并对可能导致涂层失效的原因进行了分析。结果表明,在相同的试验条件下,LZ的氧化增重速率低于8%Y2O3稳定氧化锆(质量分数);氧化试验后LZ涂层保持了沉积态完整的细小柱状晶结构,表面的显微形貌也基本保持了沉积态的状况;XRD分析结果显示,涂层没有发生可观察到的相变和烧结现象;循环氧化后,LZ涂层局部区域的柱状晶头部发生了断裂脱落失效,LZ的热膨胀系数较低、弹性模量较大以及断裂韧度较低,是造成这种现象的主要原因。

关键词：锆酸镧热障涂层抗氧化性 EB-PVD

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微叠层结构EB-PVD热障涂层

航空材料学报 2009年第3期29卷 55-60页

作者：牟仁德贺世美何利民许振华北京航空材料研究院北京100095 中国科学院长春应用化学研究所长春130022

采用EB-PVD非连续沉积工艺制备了微叠层结构热障涂层,对涂层结构和晶体形貌进行了SEM观察和分析,采用激光脉冲法测定了涂层的热扩散系数,并采用增重法研究了涂层的氧化动力学特征,分析了氧化后的元素扩散情况。结果表明,非连续EB-PVD沉... 详细信息

采用EB-PVD非连续沉积工艺制备了微叠层结构热障涂层,对涂层结构和晶体形貌进行了SEM观察和分析,采用激光脉冲法测定了涂层的热扩散系数,并采用增重法研究了涂层的氧化动力学特征,分析了氧化后的元素扩散情况。结果表明,非连续EB-PVD沉积工艺制备的涂层具有明显的层状特征,常规EB-PVD热障涂层的柱状晶结构被周期性地打破;但在每一层中,柱状晶结构得以保留,且晶粒更加细化。微叠层热障涂层的热扩散系数比常规热障涂层降低20%-30%,涂层热扩散系数的降低主要与层间界面和晶粒的细化减小了声子的平均自由程有关。微叠层结构热障涂层的氧化增重速率明显低于常规试样,遵循典型的抛物线规律,垂直于元素扩散方向的层间界面和细晶更有效地降低或阻止了O、Al、Ni、Cr等元素的扩散,可能是氧化增重速率较低的主要原因。

关键词：热障涂层微叠层电子束物理气相沉积热扩散系数激光脉冲

EB-PVD热障涂层对IC10合金力学性能的影响

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航空材料学报 2009年第6期29卷 77-80页

作者：吴小梅贺世美李建平何利民北京航空材料研究院北京100095

采用电弧离子镀技术在IC10合金基体上制备NiCrAlYSi粘结层,利用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术在粘结层上制备YSZ陶瓷面层。研究了YSZ热障涂层对IC10合金拉伸、持久、疲劳性能的影响。结果表明:IC10合金沉积YSZ热障涂层后,980℃/200MP... 详细信息

采用电弧离子镀技术在IC10合金基体上制备NiCrAlYSi粘结层,利用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术在粘结层上制备YSZ陶瓷面层。研究了YSZ热障涂层对IC10合金拉伸、持久、疲劳性能的影响。结果表明:IC10合金沉积YSZ热障涂层后,980℃/200MPa高温持久寿命与IC10合金相当;900℃高温抗拉强度σb、屈服强度σ0.2、伸长率δ和断面收缩率ψ与基体相比,基本保持不变;室温抗拉强度σb、屈服强度σ0.2与基体相比稍有下降;800℃/447MPa疲劳寿命与基体合金相当。因此,IC10合金沉积TBCs涂层后,对IC10合金力学性能无明显影响,不影响合金的实际使用。

关键词： IC10合金 EB—PVD热障涂层力学性能

电子束物理气相沉积La2Zr2O7热障涂层研究

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航空材料学报 2009年第1期29卷 32-36页

作者：牟仁德许振华贺世美何利民北京航空材料研究院北京100095 中国科学院长春应用化学研究所长春130022

为克服传统热障涂层材料YSZ耐温性能和隔热性能的不足，以ZrO2和La2O3为原料，采用无压烧结法合成了烧绿石结构化合物La2Zr2O7，用电子束物理气相沉积（EB—PVD）法在高温合金基体上制备了La2Zr2O7涂层，分析了涂层的成分，并对其显微... 详细信息

为克服传统热障涂层材料YSZ耐温性能和隔热性能的不足，以ZrO2和La2O3为原料，采用无压烧结法合成了烧绿石结构化合物La2Zr2O7，用电子束物理气相沉积（EB—PVD）法在高温合金基体上制备了La2Zr2O7涂层，分析了涂层的成分，并对其显微结构、热物理性能与传统YSZ热障涂层进行了对比研究。结果表明，La2Zr2O7涂层成分处于P结构范围内，呈典型的柱状晶结构，柱状晶头部呈明显的金字塔形状。与传统YSZ柱状晶相比，La2Zr2O7涂层的柱状晶紊乱度更大，尺寸更加细小，并且柱状晶上的树枝状亚晶更多。在25～1200℃范围内，La2Zr2O7涂层的热导率最大为0．985W／（m·K），最小为0．796w／（m·K），大大低于同条件下的YSZ涂层。低本征热导率、小柱状晶直径、大紊乱度、密度轻及高孔隙率是造成La2Zr2O7涂层低热导率的主要因素。

关键词： La2Zr2O7 热障涂层电子束物理气相沉积热导率

EB-PVD非连续沉积对热障涂层热循环氧化性能的影响

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稀有金属材料与工程 2007年第A3期36卷 702-705页

作者：贺世美何利民牟仁德陆峰北京航空材料研究院北京100095

通过EB-PVD非连续沉积工艺方法沉积制备了热障涂层中的YSZ涂层,同时比较研究了非连续沉积与正常沉积热障涂层在1100℃下的循环氧化性能。研究结果表明,在破除真空后继续沉积制备热障涂层过程中形成的横向微裂纹起到了类似微叠层的效果,... 详细信息

通过EB-PVD非连续沉积工艺方法沉积制备了热障涂层中的YSZ涂层,同时比较研究了非连续沉积与正常沉积热障涂层在1100℃下的循环氧化性能。研究结果表明,在破除真空后继续沉积制备热障涂层过程中形成的横向微裂纹起到了类似微叠层的效果,减缓了O沿柱状晶向TGO的渗透,同时该裂纹也阻止了Ni、Cr、Co等元素通过粘接层向外的扩散速度,延缓了TGO的生长速度。因此,非连续沉积制备的热障涂层在1100℃加热30 min,室温冷却5 min的热循环氧化增重比较缓慢,其对热循环氧化寿命没有明显的影响。

关键词：非连续沉积 EB-PVD 热障涂层循环氧化

EB-PVD热障涂层对IC10合金高温持久性能的影响

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航空材料学报 2007年第3期27卷 38-41页

作者：吴小梅何利民李建平贺世美北京航空材料研究院北京100095

采用电弧离子镀技术在IC10合金基体上制备N iCrA lYS i粘结层,采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术在粘结层上制备YSZ陶瓷面层,研究TBCs涂层对IC10合金高温持久性能的影响。结果表明,IC10合金沉积TBCs涂层后,980℃高温持久寿命高于IC10... 详细信息

采用电弧离子镀技术在IC10合金基体上制备N iCrA lYS i粘结层,采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术在粘结层上制备YSZ陶瓷面层,研究TBCs涂层对IC10合金高温持久性能的影响。结果表明,IC10合金沉积TBCs涂层后,980℃高温持久寿命高于IC10合金,持久塑性略高于基体合金,IC10合金沉积TBCs涂层后,对高温持久性能无不良影响,满足使用要求。

关键词： IC10合金 YSZ热障涂层高温持久性能 EB-PVD NiCrAlYSi粘结层

La_2(Zr0.7Ce0.3)_2O_7——新型高温热障涂层

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材料工程 2009年第7期37卷 67-71,78页

作者：牟仁德许振华贺世美何利民曹学强北京航空材料研究院北京100095 中国科学院长春应用化学研究所长春130022

采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)制备了新型La2(Zr0.7Ce0.3)2O7(LZ7C3)热障涂层。研究了涂层的组分、显微结构、表面和横截面形貌以及恒温氧化行为。结果表明:涂层中La2O3/ZrO2/CeO2的相对含量偏离了化学计量比,但X射线衍射(XRD)相... 详细信息

采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)制备了新型La2(Zr0.7Ce0.3)2O7(LZ7C3)热障涂层。研究了涂层的组分、显微结构、表面和横截面形貌以及恒温氧化行为。结果表明:涂层中La2O3/ZrO2/CeO2的相对含量偏离了化学计量比,但X射线衍射(XRD)相结构与靶材非常相似。通过CeO2掺杂后,LZ7C3体材料的热膨胀系数比La2Zr2O7(LZ)大;在1100℃恒温氧化890h的条件下,LZ7C3涂层的抗氧化增重性能明显优于传统的Y2O3部分稳定化的ZrO2(8YSZ)涂层。此外,热膨胀不匹配、黏结层氧化和陶瓷涂层内部微观裂纹的出现可能是导致LZ7C3涂层恒温氧化失效的主要原因。

关键词：热障涂层 EB-PVD 等温氧化 La2(Zr0.7Ce0.3)2O7