隨著渦輪發(fā)動機(jī)推重比的提高,其工作溫度不斷提升。熱障涂層（TBCs）由于能顯著提高航空發(fā)動機(jī)的工作溫度從而提高其工作效率,因此被廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機(jī)的熱端部件。熔融的鈣鎂鋁硅（CMAS）很容易沿著陶瓷層的孔隙向基底方向滲透,發(fā)生復(fù)雜的相互作用,導(dǎo)致TBCs剝落失效。CMAS的組分復(fù)雜多變,其與TBCs中YSZ發(fā)生相互作用后的微結(jié)構(gòu)特征也多種多樣,而其中起主要作用的是Ca和Si。然而,目前人們在CMAS中Ca/Si變化對YSZ TBCs微結(jié)構(gòu)演變方面的認(rèn)識還非常有限�；诖�,本文以采用電子束物理氣相沉積（EB-PVD）法在氧化鋁（Al2O3）基底上沉積的,主要成分為氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯（YSZ）TBCs為研究對象,通過運(yùn)用X射線衍射儀（XRD）、拉曼光譜儀、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）等表征手段,對比研究了三種代表性組分其對應(yīng)Ca/Si比值分別為0.33,0.73,1.78的CMAS高溫腐蝕對TBCs微結(jié)構(gòu)的影響。主要研究結(jié)果如下:當(dāng)Ca/Si的比值為0.33時,在陶瓷層表面YSZ和CMAS發(fā)生化學(xué)反應(yīng),形成ZrSiO₄。陶瓷層上層“羽毛狀”柱狀... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

鎳基合金和熱障涂層能夠承受的極限溫度圖

其結(jié)構(gòu)示意圖如圖1.2 所示：圖 1.2 典型的熱障涂層結(jié)構(gòu)示意圖熱障涂層的陶瓷層，目前主要采用 6%-8%氧化釔（Y2O3）部分穩(wěn)定氧化鋯（ZrO2）（Yttria Stabilized Zirconia, 簡稱 YSZ）。以 ZrO2為主要晶相的陶瓷材料具有熱導(dǎo)率低、熔點(diǎn)高、化學(xué)穩(wěn)定性，尤其是具有較高的熱膨脹系數(shù)，使其成為理想的熱障涂層材料。然而，純的 ZrO2在高溫下相不穩(wěn)定，純 ZrO2的兩個相轉(zhuǎn)變溫度為：單斜 ZrO2向四方 ZrO2可逆轉(zhuǎn)變溫度是 1170℃，四方 ZrO2向立方

圖 1.3 YSZ 的二元相圖[17] MCrAlY 或者是 Pt 改性的 NiAl 合金。這兩種的環(huán)境下可以生成致密的 Al2O3層，阻止氧的抗氧化性能。M 代表 Ni 或者 Co 或者 Ni+蝕性能，粘結(jié)層的作用是緩解陶瓷層和金屬基基體的抗氧化性能。此外，涂層中還可以添加r 等來改善涂層的力學(xué)性能和抗氧化性能。例料上用低壓等離子噴涂獲得了含有 1.5%~10%層的熱疲勞壽命和抗氧化能力得到了提高。基高溫合金，其主要元素有 Ni、Cr、Al、Y，Ti、W、C、Nb、V、Hf、Fe、Zn 和 B 等。C能夠生成致密的氧化膜，防止內(nèi)部金屬被氧足夠的剛度和強(qiáng)度，能夠承受一定的機(jī)械載

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3364208