李任伟，宫文彪

(1.东北电力大学工程训练教学中心，吉林 吉林 132012；2.长春工业大学先进材料重点实验室，吉林 长春 130012)

8%Y2O3-ZrO2纳米结构热障涂层失效机理研究

李任伟1，宫文彪2

(1.东北电力大学工程训练教学中心，吉林 吉林 132012；2.长春工业大学先进材料重点实验室，吉林 长春 130012)

采用大气等离子喷涂技术，在高温合金钢表面制备了纳米8%Y2O3- ZrO2热障涂层(YSZ)。跟踪涂层在900 ℃热震试验的失效过程，使用FESEM，XRD和EDS技术从失效涂层的微观结构，相的稳定性和涂层截面形貌进行分析。结果表明，YSZ涂层随热震次数的增加，陶瓷涂层晶粒明显长大，出现少量t-ZrO2→m-ZrO2转化，同时许多热生长氧化物(TGO)在陶瓷层和粘结层交界处生成。

纳米8%ZrO2-Y2O3； 热障涂层 ；晶粒长大；TGO；失效机理

0 引 言

热障涂层(TBCs)是指通过表面处理技术在零件表面堆积一定厚度并具有隔热作用的一种功能涂层，涂层有效地提高了零件的使用温度和延长了使用寿命[1,2]。热障涂层主要应用于航空领域，例如航空发动机涡轮机叶片，长期处于高温和高速旋转环境，发动机叶片材质为GH30高温合金钢，GH30耐高温极限为1100℃，近年来推重比为15-20级的涡轮机进气口温度最高已达到1900 ℃左右，飞机本身的高效冷却技术，也只能将温度降低600 ℃左右[3]。这对热障涂层材料的要求越来越高，传统的微米级8%Y2O3- ZrO2热障涂层材料已不能满足航空发动机涂层的使用要求。上世纪末期，由于纳米材料具有独特的物理化学性质，对纳米功能复合材料及改进的纳米核壳类复合材料有了突飞猛进……