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摘要
目的 建立大气等离子制备的热障涂层的结构特征与高温环境中CMAS渗透速率之间的定量关系，分析微裂纹、孔洞等缺陷对渗透行为的影响。方法 利用大气等离子喷涂方法制备ZrO_2-8%Y_2O_3(YSZ)涂层。用摩尔比为45SiO_2︰33CaO︰13AlO_(1.5)︰9MgO的CMAS涂覆涂层表面，在1200℃条件下进行CMAS渗透试验。通过SEM、EDS、XRD对涂层微观结构和物相进行测试，并通过图像分析处理软件计算涂层的孔隙率，分析孔径的分布规律。测量CMAS渗透速率，分析涂层结构对渗透速率的影响，改进CMAS理论渗透速率计算方法。结果 熔融态的CMAS能够快速渗透涂层，使得涂层的孔隙率由12.8%降至4%。YSZ涂层中直径大于3μm的孔隙不易被填充。把有效孔隙率引入到CMAS渗透速率的计算中，可以将计算结果与实测结果之间的偏差降至5%以内。CMAS渗透后30min内，YSZ未发生明显的相变，40min后发现涂层出现腐蚀现象。结论 大气等离子喷涂YSZ涂层中微裂纹的直径尺寸影响CMAS渗透速率，而曲折程度对渗透速率的影响较小。直径较小的裂纹能够加速渗透，直径较大的孔洞可以阻碍CMAS的渗透。由于大气等离子喷涂YSZ中存在大量直径较小的微裂纹，使得高温环境中CMAS能够在较短时间内渗透YSZ涂层，使涂层出现致密化。
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