沉积入射角度对热障涂层形貌和性能的影响*

作者:张彬1,蔡妍1,张涛2,常振东1,曾令玉2,牟仁德1 (1 中国航发北京航空材料研究院,北京100095;2 中国航发沈阳发动机研究所,辽宁沈阳110015)

关键词:入射角度;电子束物理气相沉积;热障涂层;结合强度;热冲击试验

摘要:

采用真空电弧镀(ARC)技术在DZ125合金基体上制备NiCrAlYSi(HY3)金属粘结层,然后采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术,分别以0°、20°、40°、60°和80°五种入射角度沉积氧化钇稳定氧化锆(6~8YSZ)陶瓷涂层,研究了入射角度对涂层形貌和性能的影响。结果表明:五种入射角度的热障涂层均能形成柱状晶结构,随着入射角度增加,孔隙率和柱状晶倾斜角度均逐渐增加,涂层厚度逐渐减小;对带涂层试样进行结合强度测试,入射角度0°~40°时涂层的结合强度均在55MPa 以上,入射角度增加到80°时,结合强度降低到15.7MPa;热冲击条件下,陶瓷面层和基体之间形成TGO,由于不同入射角度下涂层孔隙率不同,TGO生长速度不一致,导致其热冲击寿命存在明显差异,入射角度为0°~40°时涂层的热冲击寿命均超过4000次,入射角度为60°时涂层的热冲击寿命为3371次,入射角度为80°时涂层的热冲击寿命最短,仅为1836次。

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