粘结层中的Y对热障涂层界面结合因子的影响

摘要

热障涂层主要用于航空发动机高温工作部分的隔热,保护高温合金基体.热障涂层多为高温合金基底+粘结层+陶瓷隔热层的双层结构,粘结层为MCrAlY(M=Ni、Co、Ni+Co)合金.由于破坏一般在陶瓷层/粘结层界面发生,对粘结层的成分进行优化的关键是改善陶瓷层/粘结层界面的界面结合.刘志林等将余氏固体与分子经验电子理论(EET)与程氏改进的TFD理论结合,提出了合金中的异相界面的价电子结构计算方法和界面结合因子的概念,并且认为界面两侧的电子密度ρ(hkl)、ρ(uvw)越大,界面结合越强;电子密度差Δρmin越小,界面应力越小;使界面电子密度保持连续的原子状态组数σ越大,界面越稳定.李志林等将上述概念扩展到了涂层,计算了不同Al含量下的t-ZrO2/Ni-Al合金界面的界面结合因子,从界面结合因子推测的优化的Al含量与实际符合.本文研究了Y对热障涂层的陶瓷层/粘结层界面的界面结合因子的影响。