郭磊，高远，辛会

1.天津大学 材料科学与工程学院，天津 300072 2.天津市现代连接技术重点实验室，先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室，天津 300072

热障涂层(Thermal Barrier Coatings，TBCs)广泛应用于燃气涡轮机高温部件以提高发动机性能和效率[1]。TBC一般由陶瓷隔热层、金属粘结层和高温基体构成，制备方法包括等离子喷涂(Air Plasma Spraying，APS)、电子束物理气相沉积(Electron Beam Physical Vapor Deposition，EB-PVD)和等离子物理气相沉积(Plasma Spraying Physical Vapor Deposition，PS-PVD)[2-4]。

氧化钇部分稳定氧化锆(Yttria Partially Stabilized Zirconia，YSZ)是目前应用最广泛的热障涂层陶瓷层材料。然而，当服役环境温度超过1 200 ℃，YSZ会发生相变并且加速烧结；相变会伴随体积膨胀造成应力集中，烧结将影响涂层的隔热效果和应变容限，导致涂层过早失效。此外，YSZ涂层还面临着沙尘、火山灰等环境沉积物(其主要成分是CaO、MgO、Al2O3和SiO2，即CMAS)的腐蚀问题。CMAS在温度达到1 250 ℃左右时会形成熔融态，通过涂层的微裂纹渗入并与稳定剂Y2O3反应，引发相变和体积膨胀；同时，填充在涂层孔隙中的CMAS玻璃又会降低涂层的应变容限，缩短涂层寿命[5-11]。此外，当在海洋环境中服役或使用的燃油品质不高时，YSZ热障涂层还会遭受熔盐腐蚀，加速涂层失效；熔盐腐蚀机理为：熔盐与YSZ中的稳定剂Y2O3反应，导致涂层相变失稳和组织结构破坏[12-15]。

针对YSZ热障涂层的CMAS和熔盐腐蚀问题，有研究称激光表面改性是一种极具潜力的解决方法[16-19]。通过激光对涂层表面进行改性可提高涂层的一些性能，如：激光改性涂层的致密结构提高了涂层硬度[20]；产生的表面网状裂纹可提高应变容限进而改善抗热冲击性能[21]和热循环寿命[22]。……