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电子束物理气相沉积工艺制备超薄高温结构材料的研究 被引量:13
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作者 马李 孙跃 +1 位作者 赫晓东 李垚 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第11期100-103,共4页
介绍了包括热障涂层、高温合金薄板、金属/陶瓷及金属/金属间化合物微叠层薄板等金属热防护系统结构材料的特点,并简要介绍了电子束物理气相沉积设备的工作原理、结构及其工艺特点。着重评述了利用该工艺制备多种体系高温结构材料的研... 介绍了包括热障涂层、高温合金薄板、金属/陶瓷及金属/金属间化合物微叠层薄板等金属热防护系统结构材料的特点,并简要介绍了电子束物理气相沉积设备的工作原理、结构及其工艺特点。着重评述了利用该工艺制备多种体系高温结构材料的研究现状,最后对未来的发展趋势作出了客观的评价与展望。 展开更多
关键词 金属热防护系统 高温结构材料 电子束物理气相沉积 微叠层材料
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电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术研究及应用进展 被引量:7
2
作者 刘景顺 曾岗 +2 位作者 李明伟 杨森 郭洪飞 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第F11期246-248,255,共4页
概述了近几年来快速发展的新兴材料加工工艺技术——电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术的研究及应用现状,着重阐述了电子束物理气相沉积(EB-PVD)过程的主要工艺参数和制备高温合金板材显微组织的形成机理。
关键词 电子束物理气相沉积(EB-PVD) 应用 工艺参数 形成机理
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电子束物理气相沉积技术及其应用现状 被引量:24
3
作者 关春龙 李垚 赫晓东 《航空制造技术》 北大核心 2003年第11期35-37,共3页
介绍了电子束物理气相沉积设备的结构、工艺特点及应用范围 ,并在此基础上介绍了电子束物理气相沉积技术在制备热障涂层。
关键词 电子束物理气相沉积技术 应用范围 制备 热障涂层 微层材料
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电子束物理气相沉积La2Zr2O7热障涂层研究 被引量:6
4
作者 牟仁德 许振华 +1 位作者 贺世美 何利民 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期32-36,共5页
为克服传统热障涂层材料YSZ耐温性能和隔热性能的不足,以ZrO2和La2O3为原料,采用无压烧结法合成了烧绿石结构化合物La2Zr2O7,用电子束物理气相沉积(EB—PVD)法在高温合金基体上制备了La2Zr2O7涂层,分析了涂层的成分,并对其显微... 为克服传统热障涂层材料YSZ耐温性能和隔热性能的不足,以ZrO2和La2O3为原料,采用无压烧结法合成了烧绿石结构化合物La2Zr2O7,用电子束物理气相沉积(EB—PVD)法在高温合金基体上制备了La2Zr2O7涂层,分析了涂层的成分,并对其显微结构、热物理性能与传统YSZ热障涂层进行了对比研究。结果表明,La2Zr2O7涂层成分处于P结构范围内,呈典型的柱状晶结构,柱状晶头部呈明显的金字塔形状。与传统YSZ柱状晶相比,La2Zr2O7涂层的柱状晶紊乱度更大,尺寸更加细小,并且柱状晶上的树枝状亚晶更多。在25~1200℃范围内,La2Zr2O7涂层的热导率最大为0.985W/(m·K),最小为0.796w/(m·K),大大低于同条件下的YSZ涂层。低本征热导率、小柱状晶直径、大紊乱度、密度轻及高孔隙率是造成La2Zr2O7涂层低热导率的主要因素。 展开更多
关键词 LA2ZR2O7 热障涂层 电子束物理气相沉积 热导率
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电子束物理气相沉积制备NiCrCoAl合金在1000℃的氧化行为 被引量:4
5
作者 曾岗 陈全 +2 位作者 李明伟 韩杰才 曾松岩 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2007年第5期69-71,共3页
对物理气相沉积制备的微晶材料Ni-11.5Cr-4.5Co-0.5Al高温合金薄板在1 000℃空气中恒温氧化进行了研究,用扫描电镜对氧化试样的表面和截面形貌进行观察,用X射线衍射仪与能谱仪对其相和成分分布进行了分析。结果表明:微晶材料高温合金板... 对物理气相沉积制备的微晶材料Ni-11.5Cr-4.5Co-0.5Al高温合金薄板在1 000℃空气中恒温氧化进行了研究,用扫描电镜对氧化试样的表面和截面形貌进行观察,用X射线衍射仪与能谱仪对其相和成分分布进行了分析。结果表明:微晶材料高温合金板在初始氧化阶段遵循抛物线规律,长时间氧化时遵循四次方规律;氧化时表面形成细小、致密的氧化物层,随着时间的延长氧化物颗粒逐渐长大,外表面形成NiO、CoCr_2O_4和Cr_2O_3混合氧化物;氧化96h的截面有一连续Al_2O_3层在氧化物和基体界面形成。 展开更多
关键词 镍基高温合金 氧化动力学 电子束物理气相沉积
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高温快速退火对电子束物理气相沉积制备高硅硅钢片的影响 被引量:6
6
作者 李晓 孙跃 赫晓东 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1603-1604,1609,共3页
对电子束物理气相沉积高硅硅钢片进行了高温快速退火处理。用SEM,EDS,XRD对制备态硅钢片和热处理态组织,成分,物相进行了表征,并测试了其电阻率和磁滞回线。结果表面:高温快速退火使高硅硅钢片硅成分变均匀,靠近基板侧的相由Fe3Si变成D... 对电子束物理气相沉积高硅硅钢片进行了高温快速退火处理。用SEM,EDS,XRD对制备态硅钢片和热处理态组织,成分,物相进行了表征,并测试了其电阻率和磁滞回线。结果表面:高温快速退火使高硅硅钢片硅成分变均匀,靠近基板侧的相由Fe3Si变成DO3;硅钢片中孔长大,电阻率从90μΩ.m增大到160μΩ.m,矫顽力减小,磁感应强度减小。 展开更多
关键词 高温快速退火 高硅硅钢片 电子束物理气相沉积
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等离子体辅助电子束物理气相沉积制备热防护涂层 被引量:9
7
作者 彭徽 郭洪波 +1 位作者 宫声凯 徐惠彬 《航空制造技术》 2016年第21期98-104,共7页
电子束物理气相沉积(Electrom Beam-Physical Vapor Deposition,EB-PVD)是制备航空发动机热防护涂层的一种重要技术手段。采用等离子体辅助技术可进一步实现EB-PVD涂层的结构改性和性能提升。对等离子体辅助EB-PVD技术的研究现状进行了... 电子束物理气相沉积(Electrom Beam-Physical Vapor Deposition,EB-PVD)是制备航空发动机热防护涂层的一种重要技术手段。采用等离子体辅助技术可进一步实现EB-PVD涂层的结构改性和性能提升。对等离子体辅助EB-PVD技术的研究现状进行了简要综述,并对等离子体辅助EB-PVD制备航空发动机MCr Al Y抗氧化涂层、氮化物抗冲蚀涂层及YSZ热障涂层研究进行了介绍。 展开更多
关键词 电子束物理气相沉积 等离子体 防护涂层 抗氧化 抗冲蚀 热障涂层
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电子束物理气相沉积Ni-Cr-Al合金薄板微观组织研究 被引量:2
8
作者 关春龙 单英春 赫晓东 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期7-10,共4页
采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)在温度为700℃的不锈钢基片上沉积厚度为0.2mm的Ni-Cr-Al高温合金薄板,然后将合金薄板与基片剥离。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM)等测试手段研... 采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)在温度为700℃的不锈钢基片上沉积厚度为0.2mm的Ni-Cr-Al高温合金薄板,然后将合金薄板与基片剥离。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和透射电子显微镜(TEM)等测试手段研究了Ni-Cr-Al合金薄板的微观组织。结果表明,沿厚度方向合金具有两种不同晶粒形貌的两层结构,在沉积材料的靠近基板侧观察到柱状晶区,同时表现出{111}织构,而在远离基板一侧晶粒形貌则为近等轴晶且无织构现象;合金表面晶粒细小均匀且呈岛状分布,每个"岛屿"由许多晶粒尺寸约为100 nm柱状晶粒组成;晶粒内部亚结构表现为孪晶。 展开更多
关键词 电子束物理气相沉积 Ni—Cr—Al合金 柱状晶 织构 孪晶
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电子束物理气相沉积YSZ热障涂层热循环性能 被引量:7
9
作者 于海涛 宋希文 牟仁德 《航空发动机》 2010年第6期51-53,57,共4页
考察了YSZ热障涂层的抗热循环性能;分别利用SEM、XRD分析了热循环前后涂层的显微结构和相组成。经分析可知,YSZ热障涂层具有典型的柱状晶结构,沉积态时YSZ涂层为t/t′相,经过600次热循环后,YSZ涂层未发现脱落。
关键词 热障涂层 电子束物理气相沉积 成分 热循环
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电子束物理气相沉积热障涂层寿命预测模型 被引量:2
10
作者 项民 张琦 骆军华 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2005年第5期57-59,共3页
为了准确预测热障涂层(TBCs)的剥落寿命,把涂层使用过程中所存在的潜在危险减到最低,建立精确的热障涂层寿命预测模型具有十分重要意义。本文介绍了一种电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术制备的热障涂层的寿命预测模型。该模型是通过对EB-... 为了准确预测热障涂层(TBCs)的剥落寿命,把涂层使用过程中所存在的潜在危险减到最低,建立精确的热障涂层寿命预测模型具有十分重要意义。本文介绍了一种电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术制备的热障涂层的寿命预测模型。该模型是通过对EB-PVD热障涂层陶瓷的物理和力学性能、结合强度的测定,热生长氧化层(TGO)生长动力学的研究以及热循环剥落寿命数据的定量研究而建立的一个TBCs系统的非线性寿命预测模型。从涂层实际寿命与模型预测寿命对比发现,该模型预测的涂层寿命与涂层的实际寿命相吻合。 展开更多
关键词 电子束物理气相沉积技术 热障涂层 寿命预测模型 生长动力学 失效机理
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纳米化对电子束物理气相沉积制备Ni-20Cr-0.6Al合金氧化产物的影响
11
作者 关春龙 赫晓东 +1 位作者 李垚 易剑 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 2005年第6期43-45,共3页
利用电子束物理气相沉积(EB-PVD)方法制备了厚度为0.5mm的N i-20Cr-0.6A l(wt%)合金薄板。合金的晶粒尺寸小于100nm。研究了N i-20Cr-0.6A l合金在1000℃空气中氧化100h后的氧化产物。结果表明,100h后在合金表面只生成了连续致密的-αA ... 利用电子束物理气相沉积(EB-PVD)方法制备了厚度为0.5mm的N i-20Cr-0.6A l(wt%)合金薄板。合金的晶粒尺寸小于100nm。研究了N i-20Cr-0.6A l合金在1000℃空气中氧化100h后的氧化产物。结果表明,100h后在合金表面只生成了连续致密的-αA l2O3氧化膜。Cr含量为20%时,纳米化使生成连续A l2O3膜所需的最小铝含量大幅度下降。 展开更多
关键词 电子束物理气相沉积 Ni-20Cr-0.6Al 氧化 纳米化
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电子束物理气相沉积制备Ni-19.3Cr-20Fe-0.8Al高温合金箔的恒温氧化行为
12
作者 李晓 宋广平 +2 位作者 孙跃 吴化平 张林 《机械工程材料》 CSCD 北大核心 2014年第10期42-45,49,共5页
在空气条件下对电子束物理气相沉积制备的Ni-19.3Cr-20Fe-0.8Al高温合金箔于800℃和900℃恒温氧化100h,通过扫描电子显微镜及附带的能谱仪、X射线衍射仪对氧化后试样的物相组成及氧化行为进行了研究。结果表明:合金箔在800℃恒温氧化的... 在空气条件下对电子束物理气相沉积制备的Ni-19.3Cr-20Fe-0.8Al高温合金箔于800℃和900℃恒温氧化100h,通过扫描电子显微镜及附带的能谱仪、X射线衍射仪对氧化后试样的物相组成及氧化行为进行了研究。结果表明:合金箔在800℃恒温氧化的动力学曲线遵守三次方规律,100h的平均氧化速率为1.7×10-10 g·m-2·h-1,氧化膜的外层为致密的Cr2O3,内层为准连续的Al2O3;在900℃恒温氧化的动力学曲线遵守抛物线规律,100h平均氧化速率为5.2×10-10g·m-2·h-1,氧化膜由致密的Cr2O3组成,内部伴有少量的内氧化物Al2O3。 展开更多
关键词 恒温氧化行为 高温合金箔 电子束物理气相沉积
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电子束物理气相沉积叶片热障涂层工艺稳定性提升技术研究 被引量:3
13
作者 滕晓丹 彭徽 +2 位作者 李刘合 郭洪波 宫声凯 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第1期40-45,52,共7页
电子束物理气相沉积(EB-PVD)是航空发动机涡轮叶片涂层的先进制备技术。EB-PVD的工艺稳定性对于叶片涂层质量及批产一致性至关重要。本研究针对我国先进航空发动机对高性能热障涂层的应用需求,研制出了EB-PVD自动蒸发沉积技术和叶片多... 电子束物理气相沉积(EB-PVD)是航空发动机涡轮叶片涂层的先进制备技术。EB-PVD的工艺稳定性对于叶片涂层质量及批产一致性至关重要。本研究针对我国先进航空发动机对高性能热障涂层的应用需求,研制出了EB-PVD自动蒸发沉积技术和叶片多自由度涂层沉积技术。工艺验证和性能测试结果表明,所研制的自动蒸发沉积技术可使涂层过程靶材消耗均匀稳定,涂层质量良好;双坩埚结构配置可进一步满足新一代超高温双层结构热障涂层工艺需求。所研制的多自由度沉积技术有助于提升叶片涂层厚度均匀性,改善缘板涂层质量,实现涂层厚度和微观组织的精确调控。利用上述工艺制备的涂层试片抗燃气热冲击性能优异,模拟叶片缘板位置涂层寿命与模拟叶身位置涂层寿命相近。 展开更多
关键词 电子束物理气相沉积 热障涂层 工艺稳定性 微观组织 厚度均匀性 热冲击
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等离子体激活电子束物理气相沉积NiCoCrAlY涂层的制备及微观组织结构研究 被引量:1
14
作者 常健 郑蕾 +2 位作者 彭徽 郭洪波 宫声凯 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期746-750,共5页
针对传统电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备的柱状晶结构MCrAlY涂层存在线性缺陷的问题,本文建立了等离子体激活EB-PVD(PA EB-PVD)设备,并采用PA EB-PVD技术制备出了具有等轴晶结构的新型NiCoCrAlY涂层。结果表明,增大电弧放电电压和基板... 针对传统电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备的柱状晶结构MCrAlY涂层存在线性缺陷的问题,本文建立了等离子体激活EB-PVD(PA EB-PVD)设备,并采用PA EB-PVD技术制备出了具有等轴晶结构的新型NiCoCrAlY涂层。结果表明,增大电弧放电电压和基板偏压均可以提高沉积粒子的能量。随着沉积粒子能量增强,涂层逐渐由柱状晶结构转变为致密等轴晶结构,晶粒尺寸增大;另一方面,涂层成份离析效应增强,主要体现在Al含量降低和Cr含量升高。 展开更多
关键词 电子束物理气相沉积 等离子体 高温防护涂层 微观结构
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电子束物理气相沉积热障涂层隔热性能的磷光寿命在线测量 被引量:4
15
作者 刘郑红 余亚丽 +6 位作者 程伟伦 李牧之 杨丽霞 赵晓峰 彭迪 牟仁德 刘德林 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期1186-1195,共10页
精确在线测量热障涂层(TBCs)在热梯度环境下的真实隔热效果对热障涂层的设计以及开发具有重要意义.采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备了含Eu掺杂的氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ:Eu)表层、YSZ中间层与Dy掺杂YSZ(YSZ:Dy)底层的磷光传感热... 精确在线测量热障涂层(TBCs)在热梯度环境下的真实隔热效果对热障涂层的设计以及开发具有重要意义.采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备了含Eu掺杂的氧化钇部分稳定氧化锆(YSZ:Eu)表层、YSZ中间层与Dy掺杂YSZ(YSZ:Dy)底层的磷光传感热障涂层.利用磷光信号的热淬灭特性对温度梯度环境下YSZ涂层表面以及黏结层/YSZ层界面温度进行在线测量,对EB-PVD YSZ热障涂层的真实隔热效果进行评估.结果表明:平均厚度为113μm的YSZ涂层在高温温度梯度下能够实现的平均温降为66.5℃,在温度区间为400~700℃内的平均热导率为(0.87±0.15)W/(m·K),略小于传统激光脉冲法的测量值(0.95±0.02)W/(m·K).上述结果证实了磷光在线测温技术用于热障涂层隔热效果测量的可靠性,为热障涂层隔热效果的实时监控提供了一种有效方法. 展开更多
关键词 热障涂层 磷光在线测温 隔热效果 热导率 电子束物理气相沉积
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电子束物理气相沉积LaZrCeO热障涂层微结构与热循环性能 被引量:3
16
作者 牟仁德 刘冠熙 谢孝昌 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第1期33-39,共7页
热障涂层(thermal barrier coatings,TBCs)是一种由金属黏结层、热生长氧化物层和陶瓷面层组成的金属-陶瓷复合系统,在先进的航空发动机领域上引起了广泛的关注,但目前先进热障涂层的热循环寿命提升和失效行为研究仍然是一个难点。本研... 热障涂层(thermal barrier coatings,TBCs)是一种由金属黏结层、热生长氧化物层和陶瓷面层组成的金属-陶瓷复合系统,在先进的航空发动机领域上引起了广泛的关注,但目前先进热障涂层的热循环寿命提升和失效行为研究仍然是一个难点。本研究采用电子束物理气相沉积技术(electron beam physical vapour deposition,EB-PVD)制备LaZrCeO/YSZ双陶瓷层热障涂层,研究热障涂层的相结构、显微组织和失效行为。结果表明:LaZrCeO/YSZ涂层为烧绿石与萤石结构组成的复合涂层材料,LaZrCeO/YSZ涂层的微观结构由羽毛状纳米结构和柱内孔隙组成;在1100℃热循环条件下,LaZrCeO/YSZ双陶瓷层热障涂层展现了良好的热循环寿命;热循环实验后,由于应力累积的作用裂纹在热生长氧化层(TGO)中萌生并扩展,包括水平裂纹和垂直裂纹两大类,进而引起整个涂层体系的不稳定,最终导致涂层失效。 展开更多
关键词 热障涂层 电子束物理气相沉积 微结构 热循环性能
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生产铼部件的电子束物理气相沉积法 被引量:4
17
作者 张英明 《稀有金属快报》 CSCD 2003年第4期20-21,共2页
关键词 难熔金属 电子束物理气相沉积 EB-PVD CVD
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电子束物理气相沉积技术的发展和应用
18
作者 姚振中 武洪臣 +1 位作者 户桂林 亓宝梁 《航空制造技术》 北大核心 2004年第z1期209-212,216,共5页
介绍了电子束物理气相沉积技术的发展历程及其应用领域,并对热障涂层及其评价手段和国内外的发展现状作了阐述.
关键词 电子束物理气相沉积 热障涂层 发展应用
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电子束沉积TiAl合金的微观形貌及组织结构稳定性 被引量:3
19
作者 马李 何录菊 +2 位作者 邵先亦 王古平 张梦贤 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第1期89-95,共7页
利用大功率电子束物理气相沉积设备,采用单靶蒸镀方法制备厚度为0.3mm的自由态TiAl合金板,并对制备态样品进行不同温度(650-950℃)的真空退火处理。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜及透射电子显微镜分析退火处理对相组成及微观组织... 利用大功率电子束物理气相沉积设备,采用单靶蒸镀方法制备厚度为0.3mm的自由态TiAl合金板,并对制备态样品进行不同温度(650-950℃)的真空退火处理。借助X射线衍射仪、扫描电子显微镜及透射电子显微镜分析退火处理对相组成及微观组织结构的影响。结果表明:Ti,Al元素饱和蒸气压的差异导致富Ti成分区和富Al成分区沿板材截面呈现交替变化,其组成相为α2-Ti3Al,γ-TiAl和τ-TiAl2;在650-950℃温度区间退火24h后,由于Al向Ti中扩散,呈现明显的界面融混和晶粒粗化,导致有序相含量的降低,其层状结构的退化受到孔洞形成、晶粒长大以及层间吞噬的影响。 展开更多
关键词 电子束物理气相沉积 TIAL合金 饱和蒸 微观形貌 结构稳定性
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不同电子束流EB-PVD制备YSZ热障涂层的组织结构演变、热循环寿命与失效行为分析 被引量:2
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作者 牟仁德 丁宁 +2 位作者 刘冠熙 罗宇晴 戴建伟 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第12期44-52,共9页
采用电子束物理气相沉积技术在不同电子束流下(1.2,1.8,2.4 A)制备YSZ热障涂层,分析表征不同电子束流下YSZ涂层的相结构和显微组织形貌变化,并对热障涂层进行了1150℃热循环寿命测试,同时通过微观组织结构演变对涂层失效行为进行分析。... 采用电子束物理气相沉积技术在不同电子束流下(1.2,1.8,2.4 A)制备YSZ热障涂层,分析表征不同电子束流下YSZ涂层的相结构和显微组织形貌变化,并对热障涂层进行了1150℃热循环寿命测试,同时通过微观组织结构演变对涂层失效行为进行分析。结果表明:不同电子束流下YSZ涂层均具有非平衡四方相结构,随着电子束流的增加,涂层柱状晶尖端结构逐渐由三角状向金字塔状再向山脊状演变,柱状晶由纤细结构转变为粗大结构,枝晶减少,排列有序性增加,由于YSZ涂层柱状晶纳米孔结构的存在使得热导率略微降低。1.8 A制备的YSZ涂层具有895周次的最优异热循环寿命,约为1.2 A下制备YSZ涂层的2倍,2.4 A下制备YSZ涂层的1.3倍,获得了低电子束流制备的纤细柱状晶结构优先烧结失效、高电子束流制备的粗大柱状晶优先热生长氧化(TGO)层应力累积失效的不同组织结构失效行为,1.8 A制备的柱状晶结构可平衡两种失效行为,有效延长YSZ热障涂层热循环寿命。 展开更多
关键词 热障涂层 电子束物理气相沉积 显微结构 热循环 失效行为
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