本文關(guān)鍵詞：1200℃燒結(jié)EB-PVD YSZ涂層微結(jié)構(gòu)演變的TEM表征與分析

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【摘要】：用7wt.%Y2O3穩(wěn)定的ZrO2(YSZ)通過電子束物理氣相沉積(EB-PVD)法制備的熱障涂層(EB-PVD TBCs)主要由柱狀晶組成,柱狀晶之間的間隙和柱狀晶內(nèi)部多孔的微結(jié)構(gòu)使TBCs具備良好的應(yīng)變?nèi)菹藓偷偷臒釋?dǎo)率,從而被廣泛地使用在航天渦輪發(fā)動機的重要部件上。但是當(dāng)EB-PVD TBCs在1100°C的高溫環(huán)境下暴露一段時間后,相鄰的柱狀晶會燒結(jié)在一起,因高溫?zé)Y(jié)引起的陶瓷層致密化使EB-PVD TBCs失去應(yīng)有的應(yīng)變?nèi)菹?使得TBCs產(chǎn)生裂紋,從而導(dǎo)致涂層失效。因此,表征高溫?zé)Y(jié)TBCs微觀結(jié)構(gòu)演變對于了解涂層失效是很有必要的。本論文以電子束物理氣相沉積法在三氧化二鋁襯底上制備的TBCs為研究對象,采用掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、掃描透射電鏡(STEM)結(jié)合X射線衍射(XRD)等手段對1200°C高溫?zé)Y(jié)的EB-PVD TBCs微結(jié)構(gòu)進(jìn)行了細(xì)致地表征與分析,發(fā)現(xiàn)YSZ中存在大量的小角度晶界結(jié)構(gòu),取得了如下研究結(jié)果:(1)制備態(tài)YSZ涂層的微結(jié)構(gòu)以羽毛狀結(jié)構(gòu)的柱狀晶為主,相互之間為大角度傾轉(zhuǎn)晶界。經(jīng)1200°C高溫?zé)Y(jié)4小時后,羽毛狀結(jié)構(gòu)消失,柱狀晶粗化,頂部的柱狀晶尺度要明顯大于底部的柱狀晶。(2)制備態(tài)YSZ涂層中的晶界以大角度傾轉(zhuǎn)晶界為主。高溫?zé)Y(jié)后,在YSZ中發(fā)現(xiàn)小角度傾轉(zhuǎn)晶界,晶界面為{100}晶面,傾轉(zhuǎn)軸為001晶軸,實驗測定的傾轉(zhuǎn)角度介于1.5°至9°之間。這些小角度傾轉(zhuǎn)晶界的形成與羽毛狀結(jié)構(gòu)的消失和柱狀晶的粗化有密切關(guān)系。(3)建立了利用高分辨像與電子衍射相結(jié)合的測定傾轉(zhuǎn)晶界和扭轉(zhuǎn)晶界的實驗方法。(4)由于小角度傾轉(zhuǎn)晶界是由刃型位錯有序分布構(gòu)成的,所以高溫?zé)Y(jié)過程中柱狀晶的粗化非�？赡馨殡S著刃位錯的增殖、擴散和重新聚集,并有序排列的過程,而位錯的增殖必然影響YSZ涂層的力學(xué)性能,很可能是導(dǎo)致YSZ涂層失效的原因之一。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：V463

【參考文獻(xiàn)】

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1 李美Y，

本文編號：1278844