不同粘結層材料的PS-PVD熱障涂層熱震性能

摘要：為探索不同粘結層材料對等離子噴涂-物理氣相沉積(PS-PVD)YSZ陶瓷層的熱震性能的影響,采用PS-PVD工藝在DZ40M高溫合金上制備了NiCoCrAlYTa和NiCrAlY兩種不同的金屬粘結層及YSZ陶瓷層,用SEM及XRD等方法表征兩種粘結層表面沉積的YSZ陶瓷層的形貌結構、顯微硬度及物相,研究了兩種涂層的1100℃水淬熱震性能及失效模式.結果表明:PS-PVD制備的NiCoCrAlYTa和NiCrAlY兩種粘結層均非常致密,陶瓷層均為典型羽毛型柱狀結構;NiCoCrAlYTa-7YSZ和NiCrAlY-7YSZ兩種羽柱狀陶瓷層的孔隙率分別為16.1%和16.5%,顯微硬度HV0.025分別為615.8和683.6;陶瓷層的形貌結構及孔隙率、硬度等基本性能,對粘結層成份差異不敏感.1100℃水淬試驗結果表明,NiCrAlY-7YSZ涂層的抗熱震性能優于NiCoCrAlYTa-7YSZ涂層.失效模式是涂層在頻繁的低溫-高溫熱循環中羽柱狀陶瓷層內部裂紋萌生和擴展,以及表面花菜頭先剝落形成點蝕坑.隨著熱震次數增加,更多的點蝕坑隨機出現并擴大,進而相連后形成大面積剝落區.