CMAS组分对EB-PVD热障涂层微结构退化的影响

作者：聂晓旭; 张勇; 孙忠祥; 孙伟; 蔡灿英^*

来源：湘潭大学学报(自然科学版), 2020, 42(03): 95-106.

DOI：10.13715/j.cnki.nsjxu.2020.03.012

• 热障涂层
• CMAS腐蚀
• 硅酸锆
• 钙长石
• 尖晶石

该文对典型Ca/Si原子比为0.33、0.73、1.78的CMAS (主要组分为CaO-MgO-Al2O3-SiO2)腐蚀的氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)热障涂层(TBCs)的微观结构特征进行了详细的对比研究.研究发现:当Ca/Si原子比为0.33时,沿着整个被腐蚀的YSZ涂层会有ZrSiO4形成,YSZ陶瓷层上部区域原始的"羽毛状"柱状晶转变成相互连接的颗粒状结构,陶瓷层中部和下部区域仍为柱状晶结构,在颗粒状晶粒间隙和柱状晶晶粒间隙都有CMAS渗入.当Ca/Si原子比增加到0.73时, YSZ上部柱状晶退化成晶粒,下部柱状晶"羽毛状"结构退化,柱状晶上有明显的腐蚀坑,整个YSZ晶粒之间充满了非晶态的CMAS,而且在YSZ的顶部有部分m-ZrO2出现,在YSZ/Al2O3界面处还有硅酸锆(ZrSiO4)、钙长石(CaAl2Si2O8)和尖晶石(MgAl2O4)形成.当Ca/Si原子比增加到1.78时,柱状晶转变成等轴晶,非晶的CMAS和MgAl2O4填充在晶粒间隙,并伴随有t-ZrO2到m-ZrO2的相转变.结果表明,Ca/Si原子比含量高的CMAS对YSZ涂层具有更大的破坏性.

• 单位
  湘潭大学