基于冷喷涂MCrAlY粘接层的热障涂层热循环失效的研究

摘要

冷喷涂可以制备几乎无氧化的合金涂层,可以用于制备高温热障涂层的高温合金结合层而替代成本较高的真空等离子喷涂。本研究利用冷喷涂制备NiCoCrAlY粘接层,采用等离子喷涂制备YSZ陶瓷涂层,利用热循环考察了热处理后的热障涂层的失效特征。考察了结合层表面TGO的生长特征与冷喷涂涂层表面形态的关系,及其对热障涂层失效的影响。结果表明冷喷涂粘接层表面沉积的合金颗粒因变形有限,呈现半球状形态。TGO的主要成分为α-Al2O3,其形态与结合层表面半球状形貌有关,在低谷处呈现均匀分布,而在半球状凸起部位呈层状结构。导致热障涂层失效的主要裂纹位于距YSZ/TGO界面约30-50微米的YSZ中,部分裂纹位于TGO中以及TGO/YSZ界面,其失效主要由界面层状TGO的快速间歇式生长引起。