EB-PVD热障涂层高温氧化过程中的显微结构和相分析

摘要

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 (7mass%Y2 O3 -ZrO2 ) .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 .10 5 0℃热循环过程中 ,ZrO2 正方相的c/a轴比值逐渐增加 ,Y2 O3 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 30 0次后 ,观察到少量从平衡正方相转变而来的单斜相 .