激光重熔热障涂层TGO生长与抗高温氧化机制

作者：安国升; 李文生; 冯力; 成波; 李子钰; 周兰; 王智平

来源：中国有色金属学报, 2021, 1-19.

• 激光重熔
• 热障涂层
• 热生长氧化物
• 高温氧化

激光重熔是提高热障涂层（TBC）陶瓷层致密度进而减少氧气传输通道的有效途径。本文将TBC陶瓷层表面进行激光重熔，通过1100 ℃高温氧化试验，研究重熔层对TBC热生长氧化物（TGO）的影响规律，从减少氧气渗透的角度阐明了激光重熔对提高TBC抗高温氧化性能的作用机理。结果表明，喷涂态（AS）、重熔态（LR）TBC的TGO厚度及氧化增重均随氧化时间的延长而增长。重熔层能消除部分喷涂缺陷、降低陶瓷层表面粗糙度，减少涂层与氧气的接触面积。经过激光重熔的陶瓷层更加致密，促使层内粒子间隙愈合，而且重熔层的裂纹通过缩小甚至闭合提高了LR-TBC的应变容限，从而抑制了LR-TBC中氧通过孔隙与裂纹向粘接层的渗透，延缓了氧化中后期TGO的生长，使其直至氧化结束始终保持单一Al_(2)O_(3)层的TGO结构。最终，LR-TBC的抛物线氧化速率K_(p)相比AS-TBC下降了9.00%。

• 单位
  材料科学与工程学院; 兰州理工大学; 机电工程学院