热障涂层微结构对辐射传输的影响

摘要

本文对大气等离子喷涂(APS)和物理气相沉积(EB-PVD)热障涂层(TBCs)的辐射特性进行实验测量和理论研究,对辐射传输的物理机理进行了深入探讨,研究结果表明涂层的微观结构对辐射特性有着显著的影响,其中晶格边界的排列以及涂层孔隙特征(孔隙的大小,形状以及分布)是两个最为重要的影响因素.与传统的APS涂层相比,柱状,孔隙竖直排布的EB-PVD热障涂层在波长为400nm～10μm范围内呈现了高透射,低反射和强吸收的特性.这种独特的柱状微结构将会显著增加总体的辐射热流从而提升合金基底的温度.工程上,通过优化涂层的微结构,可以明显降低金属基底的温度,从而对工作部件进行更好的防护.