大气等离子喷涂YSZ热障涂层内应力研究现状

作者：赵远涛; 张士陶; 姜涛; 郭乐扬; 张杨杨; 李文戈^*; 刘彦伯; 张静

来源：航空制造技术, 2022, 65(15): 24-32.

DOI：10.16080/j.issn1671-833x.2022.15.024

• 热障涂层(TBCs)
• 大气等离子喷涂(APS)
• 氧化钇稳定氧化锆(YSZ)
• 内应力
• 热生长氧化物(TGO)

使用大气等离子喷涂(APS)技术制备氧化钇稳定氧化锆(YSZ)热障涂层(TBCs)已经得到广泛研究。内应力是影响TBCs系统性能和使用寿命的主要因素。过量的内应力会引起微裂纹的产生、扩展，导致YSZ TBCs过早失效。早期内应力主要由喷涂工艺、基体和粉末条件的不良选择引起，并引起早期裂纹的萌生与扩展。ZrO2高温相变、热生长氧化物(TGO)生长和陶瓷与金属材料之间的热膨胀系数(CTE)失配是TBCs在热服役中内应力的主要来源。在内应力作用下，裂纹在表面陶瓷工作层(TC)/TGO或黏结层(BC)/TGO界面处萌生，扩张并导致涂层脱落失效。目前降低系统内应力以达到延长TBCs热服役寿命的主要思路有干预尖晶石TGO生成，制备复合涂层或使用稀土粒子稳定ZrO2物相结构。

• 单位
  上海市纳米科技与产业发展促进中心; 上海海事大学; 上海大学