杂质对氧化锆热障涂层性能的影响

摘要

降低热障涂层面层中的低熔点杂质含量,可提高涂层的高温稳定性和延长服役寿命.SiO2、Al2O3和Fe2O3是氧化钇稳定氧化锆(Yttria-Stabilized Zirconia,YSZ)热障涂层中几种常见的低熔点氧化物杂质,均会对涂层的性能产生一定的影响.本研究采用大气等离子喷涂法,制备SiO2、Al2O3和Fe2O3的含量从小于0.01wt％增加至1.00wt％的YSZ热障涂层.采用扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)研究了上述涂层的微观结构;采用激光热导仪测试了涂层的热扩散系数和抗热震次数.研究结果表明,低熔点氧化物杂质对YSZ涂层的导热性、热处理状态的孔隙率具有明显影响,且更容易引起涂层的热震失效.当杂质氧化物含量在小于0.2wt％范围内变化时,涂层的性能变化更为显著.