CMAS渗入对等离子喷涂YSZ热障涂层形貌的影响-论文.pdf

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1、第25卷第4期中国表面-i"程V01．25NO．42012年8月CHINASURFACEENGINEERINGAugust2012doi：10．3969／j．issn．1007—9289．2012．04．007CMAS渗入对等离子喷涂YSZ热障涂层形貌的影响何箐，刘新基，柳波。，吕玉芬，汪瑞军，王伟平(1_中国农业机械化科学研究院北京金轮坤天特种机械有限公司，北京100083；2．贵州黎阳航空动力有限公司，贵州平坝561114)摘要：研究了等离子喷涂不同结构YSZ涂层在CMAS渗入作用下的形貌演变规律。对带有模拟CMAS沉积物的YSZ涂层进行高温热处理试验，并在低CMA

2、S输送量条件下对YSZ涂层进行冲刷试验，试验后涂层均出现了严重的层间剥离失效。通过试验前后涂层的截面形貌及Raman光谱分析，结果表明：涂层的显微形貌变化主要表现在高温下熔融态CMAS沿涂层表面微裂纹和孔隙渗入内部，引起YSZ陶瓷层孔隙收缩、表层致密化，同时在涂层表面粘附的CMAS耦合作用下，YSZ涂层表层中产生大量横向微裂纹和明显分层；另外，YSZ涂层表层在CMAS中溶解并导致YSZ加速相变失稳也是影响涂层形貌变化和过快失效的因素之一。CMAS沉积层厚度增加时，同等条件下CMAS对涂层失效的影响会加剧。关键词：CMAS沉积物；YSZ；热障涂层；失效中图分类号：TG17

3、4．442文献标识码：A文章编号：1007-9289(2012)03—0042—07InfluenceofCMASInfiltrationonMicrostructureofPlasma—‘sprayedYSZThermalBarrierCoatingHEQing，IAUXin—ji，LIUBo，LVYu—fen，WANGRui—jun，WANGWei—ping(1．BeijingJinlunkuntianSpecialMachineCo，Ltd，ChineseAcademyofAgriculturalMechanizationSciences，Beijing，1000

4、83；2．GuiZhouLiyangaviationpowerCO．，LTD，Pingba561114，Guizhou)Abstract：TheevolvementdisciplinariansofmicrostructureafterCMASinfiheringintovariousYSZcoatingswereresearched．BothYSZcoatingswithsimulatedCMASdepositsthatwereheat—treatedandYSZcoatingserodedbyCMASweredelaminated．Thecoatingswerean

5、alyzedthroughSEMandRamanspectrum．ResultsshowthatCMASinfihersthroughthecrackandporeathightemperature，whichcanresultedintheporesshrinkageandsurfacelayerdensification．TogetherwiththeCMASadheringtOsurfaceofcoatings，thisleadstothehighvolumecracksandobviousdelaminationinthesurfacelayer．Additio

6、nally，acceleratingphasetransforII1destabilizationofYSZcoating，whichiscausedbycoatingsurfacelayerdissolvedintheCMAS，was0neofthemainfactorsofmicrostructurechangeandprematurityfailure．TheinfluenceofCMASoncoatingsfailurewil1increasewithincreasingthicknessofthecoatings．Keywords：CaO—MgO—A1203一

7、SiO2(CMAS)；deposits；YSZ；thermalbarriercoating；failure0引言ZrO，7YSZ)(质量分数／)热障涂层已成为先进航空发动机和燃气轮机中高温部件制造的关热障涂层广泛应用于航空发动机、燃气轮机键技术。的热端部件防护，而随着航空发动机推重比和燃在热障涂层高温服役环境中，大气中的灰气轮机效率的不断提高，等离子喷涂和电子束物尘、高空火山灰、燃油中的杂质会沉积到热障涂理气相沉积氧化钇部分稳定氧化锆(7YO。一收稿日期：2012—04—09；修回日期：2012—07—03作者简介：何箐(1983一)，男