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EB-PVD热障涂层高温氧化过程中的显微结构和相分析

李美桓 , 孙晓峰 , 宫声凯 , 张重远 , 管恒荣 , 胡望宇 , 胡壮麒

中国腐蚀与防护学报

采用磁控溅射方法在镍基单晶高温合金基体上沉积NiCrAlY 粘结层,电子束物理气相沉积方法(EB-PVD)沉积陶瓷层(7 mass%Y2O3-ZrO2).用X-射 线 衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等研究了EB-PVD热障涂层热循环过程中的相变,同时观察了样品 的形貌变化.结果表明,EB-PVD方法沉积的陶瓷层,其柱状晶粒簇拥成团,表面比较致密, 然而晶粒簇间存在间隙,允许柱状晶横向伸缩,使基体能在相对大的范围内自由膨胀.经高 温氧化后,陶瓷层表面变得疏松,柱状晶粒簇间距增大,随着热循环的继续进行,相邻较大 的间隙互相连接而形成微裂纹,并逐渐横向及纵向扩展.循环氧化比恒温氧化更易于产生显 微裂纹.1050℃热循环过程中,ZrO2正方相的c/a轴比值逐渐增加,Y2O3含量逐渐减 少,非平衡正方相逐渐分解成平衡正方相和立方相.循环300次后,观察到少量从平衡正方 相转变而来的单斜相.

关键词: 电子束物理气相沉积 , therma l barrier coating (TBC) , microcrack , phase transformati

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