NiCrAlY/YSZ/0.8Sm_(2)Zr_(2)O_(7)-0.2Y_(3)Al_(5)O_(12)热障涂层在1150 ℃水淬-热震环境中的服役行为

作者：邱质彬; 李飞; 乔立捷; 王浩瀚; 吴淑琴; 张振亚; 薛召露

来源：表面技术, 2023, 1-14.

• 热障涂层
• 服役温度
• 大气等离子喷涂技术
• 热导率
• 服役寿命

目的 热障涂层是主要应用在航空发动机涡轮叶片表面的高温防护材料，可以有效地降低基体的工作温度，是提高涡轮叶片的工作温度和延长其服役寿命的重要技术手段。氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)在高温环境中易发生烧结、相转变等行为，降低了热障涂层的服役寿命，因此有必要研发新的热障涂层材料。方法 利用大气等离子喷涂技术制备了NiCrAlY/YSZ/Sm2Zr2O7和NiCrAlY/YSZ/0.8Sm2Zr2O7-0.2Y3Al5O12热障涂层体系，利用XRD、DSC、SEM等系统地研究了沉积态0.8Sm2Zr2O7-0.2Y3Al5O12涂层的相结构和热导率等。然后将其在室温和1150℃水淬-热震环境中进行循环服役行为的测试，研究热障涂层体系在水淬-热震环境中的相结构演变、失效模式和失效机理等。结果 利用大气等离子技术沉积的0.8Sm2Zr2O7-0.2Y3Al5O12涂层中具有非晶相，在1200℃热处理5h后，发现了SmAlO3相。沉积态0.8Sm2Zr2O7-0.2Y3Al5O12涂层的热导率维持在1.5W·m-1·K-1，但随温度升高而轻微的增加。退火处理后，其热导率高于沉积态0.8Sm2Zr2O7-0.2Y3Al5O12涂层的热导率，随温度的升高先降低后升高。NiCrAlY/YSZ/Sm2Zr2O7热障涂层体系在12次循环后失效，而NiCrAlY/YSZ/0.8Sm2Zr2O7-0.2Y3Al5O12热障涂层体系在90次循环后失效。结论 与NiCrAlY/YSZ/Sm2Zr2O7热障涂层体系相比，NiCrAlY/YSZ/0.8Sm2Zr2O7-0.2Y3Al5O12热障涂层体系的循环服役寿命提高了7倍。0.8Sm2Zr2O7-0.2Y3Al5O12是一种有潜力的热障涂层材料。

• 单位
  安徽工业大学; 华电电力科学研究院有限公司; 浙江大学