本文選題：7YSZ + 熱障涂層　； 參考：《湘潭大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：熱障涂層(TBCs)材料被廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)等熱端部件上,為提高工作溫度和工作效率起到了關(guān)鍵性作用。熱障涂層主要失效形式包括高溫氧化、高溫?zé)Y(jié)和CMAS腐蝕等。高溫?zé)Y(jié)和CMAS腐蝕都能使熱障涂層中的YSZ結(jié)構(gòu)發(fā)生改變,然而人們對由高溫?zé)Y(jié)和CMAS腐蝕導(dǎo)致的YSZ結(jié)構(gòu)退化的差異缺乏深刻的理解。為了明確區(qū)分熱障涂層在高溫?zé)Y(jié)和CMAS腐蝕作用下的失效機(jī)理,很有必要深入細(xì)致地研究高溫?zé)Y(jié)和CMAS腐蝕作用下YSZ熱障涂層的微結(jié)構(gòu)特征。這些研究結(jié)果為探索YSZ抗燒結(jié)性能和耐蝕性能提供實際意義。本文主要采用XRD、SEM、TEM等表征手段對APS-7YSZ熱障涂層在溫度梯度條件下(其中陶瓷層表面溫度是1250℃,基底溫度為800℃,保溫時間為8小時)進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)和CMAS腐蝕后樣品微結(jié)構(gòu)演變進(jìn)行對比分析。主要研究結(jié)果如下:首先,對原始樣品、溫度梯度條件下高溫?zé)Y(jié)和CMAS腐蝕后的樣品陶瓷層上層進(jìn)行XRD分析,發(fā)現(xiàn)原始樣品、高溫?zé)Y(jié)和CMAS腐蝕后YSZ均由t-ZrO2組成,說明高溫?zé)Y(jié)和CMAS腐蝕并未引起YSZ相變發(fā)生。然后,采用SEM對原始樣品、高溫?zé)Y(jié)和CMAS腐蝕樣品形貌進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)原始樣品YSZ具有片層狀結(jié)構(gòu),片層狀內(nèi)呈緊密排列的柱狀晶。高溫?zé)Y(jié)后仍觀察到Y(jié)SZ仍呈層狀結(jié)構(gòu),層狀間隙變小,晶粒粗化。腐蝕后YSZ層狀結(jié)構(gòu)不明顯,有微裂紋存在。CMAS滲透到Y(jié)SZ/TGO界面處,但沒有進(jìn)一步滲透到TGO/粘結(jié)層的界面。最后,采用TEM進(jìn)一步對溫度梯度高溫?zé)Y(jié)和CMAS腐蝕后樣品微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,發(fā)現(xiàn)高溫?zé)Y(jié)后YSZ呈層狀結(jié)構(gòu),層間縫隙變小,有微裂紋存在。這些結(jié)果表明短時間的溫度梯度高溫?zé)Y(jié)對YSZ的微結(jié)構(gòu)影響不大。CMAS腐蝕后,YSZ上層呈片層狀結(jié)構(gòu),片層內(nèi)有柱狀晶,層狀間隙中填滿了非晶態(tài)的CMAS。另外還有板條狀物富釔的Zr2Y2O7生成。在YSZ中層和下層片層狀結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為等軸晶顆粒,顆粒間充滿非晶態(tài)CMAS。在YSZ下層由于富含Ca、Al等元素導(dǎo)致鈣長石的生成。在YSZ/BC界面形成TGO。TGO內(nèi)有裂紋形成。這些結(jié)果表明短時間的溫度梯度CMAS腐蝕對熱障涂層YSZ的微結(jié)構(gòu)影響非常大,而且離粘結(jié)層越近的部分受其影響越大。
[Abstract]:Thermal barrier coating (TBCs) is widely used in aero-engine, gas turbine and other hot end parts, which plays a key role in improving working temperature and efficiency. The main failure forms of thermal barrier coatings include high temperature oxidation, high temperature sintering and CMAS corrosion. Both high temperature sintering and CMAs corrosion can change the YSZ structure in thermal barrier coatings. However, there is a lack of deep understanding of the difference of YSZ structure degradation caused by high temperature sintering and CMAS corrosion. In order to distinguish the failure mechanism of thermal barrier coatings under high temperature sintering and CMAS corrosion, it is necessary to study the microstructure of YSZ thermal barrier coatings under high temperature sintering and CMAs corrosion. These results provide practical significance for exploring the sintering resistance and corrosion resistance of YSZ. In this paper, the temperature gradient of APS-7YSZ thermal barrier coating was studied by means of XRDX SEMMA-TEM (the surface temperature of ceramic layer was 1250 鈩，

本文編號：2116884