CMAS环境下PS-PVD 7YSZ涂层的抗热冲击性能及失效机制
- 1. 昆明理工大学 材料科学与工程学院; 2. 广东省新材料研究所，现代材料表面工程技术国家工程实验室，广东省现代表面工程技术重点实验室
Thermal shock resistance and failure mechanism of CMAS deposited PS-PVD 7YSZ coating
- 1. School of Materials Science and Engineering, Kunming University of Science and Technology; 2. Guangdong Institute of New Materials, National Engineering Laboratory for Modern Materials Surface Engineering Technology, The Key Lab of Guangdong for Modern Surface Engineering Technology
摘要： 采用等离子喷涂-物理气相沉积（PS-PVD）工艺制备柱状7YSZ热障涂层，同时在7YSZ涂层表面沉积CMAS熔盐，研究在1250 ℃高温下，CMAS对柱状PS-PVD 7YSZ涂层抗热冲击性能的影响。采用SEM、EDS、XRD等检测方法分析热障涂层微观结构、元素分布和物相组成。结果表明：沉积CMAS熔盐的7YSZ涂层在热循环240次发生层离剥落失效，而未沉积CAMS的涂层无明显剥落，其热循环寿命明显优于沉积CMAS熔盐的7YSZ涂层。在CMAS和循环热冲击的耦合作用下，PS-PVD 7YSZ涂层失效机制为：在热冲击过程中，CMAS熔盐渗入并填充7YSZ涂层，引起渗透区和未渗透区热膨胀系数不均衡，从而产生热不匹配应力；此外，热冲击过程中由于温度梯度的存在也会引起温度梯度热应力，在这两种热应力的耦合作用下，引起涂层内部横向裂纹的产生，并随着热冲击次数的增加，横向裂纹发生扩展，最终导致涂层出现层离剥落失效。
中图分类号: