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《粘结层中的CO 对热障涂层界面结合因子的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第31卷第4期北京化工大学学报Vol.31,No.42004年JOURNALOFBEIJINGUNIVERSITYOFCHEMICALTECHNOLOGY2004粘结层中的Co对热障涂层界面结合因子的影响李志林吴远启(北京化工大学材料科学与工程学院,北京100029)摘要:用固体与分子经验电子理论(EET)和改进的TFD理论的结合,计算了热障涂层不同粘结层Co含量下的陶瓷层/粘结层界面的界面结合因子,结果表明:含Co界面的最小电子密度差Δρmin比不含Co时小,Co有利于缓解界面的应力;加Co后使该界面电
2、子密度保持连续的原子状态组数σ′比不加Co至少增加一个数量级,Co有利于使界面稳定,且从σequal和σsuper可知这种稳定性不会由于应力的升高受到破坏;当粘结层的表面为(110)时,加Co后电子密度ρ总是提高,有利于提高界面的结合力;当粘结层的表面为(100)和(111)时,界面的结合力不受Co含量影响。所以,Ni基粘结层中的Co可改善热障涂层的陶瓷层/粘结层的界面结合。关键词:热障涂层;Co;粘结层;界面结合因子中图分类号:TG1741453良好的界面结合。由于粘结层和基体都是高温合引言金,粘结层/
3、基体界面的结合一般比陶瓷层/粘结层热障涂层(Thermalbarriercoatings,TBC)目前界面好得多,所以对粘结层的成分进行优化的关键主要用于航空发动机高温工作部分的隔热,使高温之一是改善陶瓷层/粘结层界面的界面结合。热障合金的零件在热循环、氧化等工作条件下可以耐受涂层中实际应用的粘结层成分报导不多,目前尚无更高的工作温度。目前应用的热障涂层多为基底+粘结层成分与涂层的性能、寿命关系的系统研究。粘结层+陶瓷隔热层的双层结构,即在Ni基高温合要确定这一关系,需配制大量不同成分的合金进行金基体上沉
4、积一层MCrAlY(M=Ni,Co,Ni+Co)合大量的实验,这是一项令人生畏的工作。因此从理金粘结层,再在表面沉积一层ZrO2陶瓷隔热层。论上预测成分对性能的影响是一项有意义的工作。[426]MCrAlY合金不仅提高抗氧化性,更重要的是改善刘志林等将余氏固体与分子经验电子理论[7]陶瓷涂层与基体高温合金物理相容性,从热膨胀系与程氏改进的TFD理论结合,提出了合金中具有数、力学性能、界面结合等方面起过渡作用[123]。研A(hkl)∥B(uwv)位向关系的异相界面的价电子结构计[8]究表明虽然Ni235C
5、r26Al20195Y涂层的抗氧化性不算方法,进而提出了界面结合因子的概念,其中如Ni218Cr212Al2013Y涂层,但其热循环寿命却更包括界面两侧的电子密度ρ(hkl)、ρ(uvw),界面两侧的长。因为前者具有低的热膨胀系数和较高的抗蠕变电子密度差Δρmin,使界面电子密度保持连续的原子能力,从而使界面在热循环时更稳定,使热循环寿命状态组数σ(或σ′)。并且认为ρ(hkl)、ρ(uvw)越大,界提高。因此,综合考虑粘结层的力学性能是粘结层面结合越强;Δρmin越小,界面应力越小;σ(或σ′)越[3]
6、[9210]成分优化的一个发展方向。大,界面越稳定。通过计算钢中奥氏体、马氏高温合金基体是成熟的牌号,其成分相对固定。体、渗碳体、特殊碳、氮化物等合金相之间的大量界隔热陶瓷层的成分主要考虑隔热效果及其组织稳定面的界面结合因子,刘志林等成功地在电子结构层性。因此要提高热障涂层的力学性能,关键是对粘次揭示了钢中的相变增韧、加工硬化、弥散强化、表结层的成分进行优化,使其与基体和陶瓷层都具有面改性、再结晶细化等现象的本质,提出了从界面结合因子出发进行合金成分设计的方法,并成功地以收稿日期:2003212211[1
7、0212]之设计了多种工业合金。基金项目:教育部重点研究项目(02018);北京化工大学青文献[13]将界面结合因子的概念扩展到了涂年教师科研基金项目(QN0126)第一作者:男,1964年生,教授,博士层,计算了不同Al含量下的t2ZrO2/Ni2Al合金界面E2mail:zhilinlibj@sohu.com的界面结合因子,结果表明,以前为提高抗氧化性在第4期李志林等:粘结层中的Co对热障涂层界面结合因子的影响·37·MCrAlY粘结层中片面地提高Al含量不一定有利阶和C种杂化第4阶时,Co的质量分数
8、为2%的X-XX-X于提高涂层寿命,并从理论上印证了目前粘结层成Ni2Co固溶体中的BA,BB键上分别有nA=分优化中质量分数为5%～8%的低Al含量的发展0152134和nB=0100999个共价电子对。[3]方向。本文就是在上述工作的基础上研究了Co对热障涂层的陶瓷隔热层/粘结层界面的界面结合因子的影响。1陶瓷层/粘结层界面的界面结合因子的计算虽然涂层与基体无固定的位向关系,但涂层在不同的工艺条件下形成不同的织构则是常见的
