APS制备7YSZ热障涂层镀铝改性的抗氧化性

作者：许世鸣; 张小锋; 刘敏; 邓春明; 邓畅光; 牛少鹏

来源：材料导报, 2019, 33(2): 283-287.

DOI：10.11896/cldb.201902015

• 铝改性热障涂层
• 氧化钇稳定氧化锆 (7YSZ) 涂层
• 抗氧化性
• 热生长氧化物

热障涂层 (TBC) 的使用对燃气轮机的寿命和效率都有明显提升, 而TBC一般是由金属粘结层和ZrO2-7％ (质量分数) Y2O3 (7YSZ) 陶瓷层组成.与飞行器推进系统的TBC相比, 燃气轮机的服役环境有其特殊性.在工业燃气轮机服役过程中, TBC系统中金属粘结层的氧化是导致涂层过早失效最重要的原因之一.TGO (热生长氧化层) 的形成不可避免, 但抑制TGO的生长速率可以提高TBC的使用寿命, 而7YSZ是一种对氧离子扩散几乎无阻碍作用的材料.因此, 在7YSZ涂层上覆盖一层氧离子扩散障碍膜是阻止TGO生成的一种可行方法.本研究中, 在7YSZ涂层表面沉积一层铝膜.经热处理后, 在7YSZ涂层表面通过Al和ZrO2原位反应生成α-Al2O3层, 该层可以作为氧离子扩散障碍层.此外, 对热处理压力和铝改性的7YSZ涂层抗氧化性关系进行了研究.

• 单位
  材料科学与工程学院; 广东省新材料研究所; 中南大学; 广东省现代表面工程技术重点实验室