第27卷第1期航空学报Vol27No12006年1月ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAJan.2006文章编号:10006893(2006)01013804盐雾腐蚀对热障涂层高温循环氧化性能的影响项民,骆军华,张琦(北京航空航天大学材料科学与工程学院,北京100083)InfluenceofSaltSprayCorrosiononHighTemperatureCyclicOxidationBehaviorofThermalBarrierCoatingsXIANGMin,LUOJunhua,ZHANGQi(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics,Beijing100083,China)摘要:利用电子束物理气相沉积法在Ni基高温合金表面制备了(ZrO2+MCrAlY)双层结构热障涂层。研究了常温盐雾腐蚀对其循环氧化行为的影响。试验结果表明涂层经过常温盐雾腐蚀后,陶瓷层的裂纹发生扩展,氧化锆晶体挤压、变形,同时由于常温盐雾环境的作用导致涂层在高温氧化过程中粘结层氧化严重,生成的热生长氧化层产生较大的体积膨胀效应,导致应力集中,降低了涂层的高温循环氧化性能,缩短了涂层的寿命。关键词:热障涂层;循环氧化;盐雾腐蚀;涂层寿命;Ni基合金中图分类号:TG1743文献标识码:AAbstract:Theinfluenceofsaltspraycorrosiononhightemperaturecyclicoxidationbehaviorofthermalbarriercoatings(TBCs)preparedbyelectronbeamphysicalvapordeposition(EBPVD)havebeeninvestigatedItisfoundthattherearemoreandgreatercracksonthetopcoatandtheZrO2crystalproducesdeformationbybeingsqueezedafterthesaltspraycorrosionThevolumeexpansionassociatedtothebondcoatoxidationseverelydecreasesthebondingstrengthbetweenthetopcoatandthebondcoatduringhightemperatureoxidationandreducesthelifetimeofcyclicoxidationofthermalbarriercoatingsKeywords:thermalbarriercoatings;cyclicoxidation;saltspraycorrosion;lifetimeofthecoating;Nisubstratesuperalloy高温合金上的热障涂层(thermalbarrier合强度。使用过程中,粘结层会发生氧化,在陶瓷coatings,TBCs)具有优良的隔热、抗高温氧化和层和粘结层之间产生热生长氧化层(thermally抗高温腐蚀的性能,从而可以在使用条件很苛刻grownoxide,TGO),形成一层致密完整的Al2O3[1,2]的高温环境中使用。双层结构的热障涂层包保护膜,阻止基体材料的进一步氧化,进而达到保[3,4]括顶层的陶瓷层(6%~8%Y2O3+ZrO2,Top护基体的目的。Coat)和中间的粘结层(MCrAlY,BondCoat)。制备热障涂层的技术主要有等离子喷涂顶层的陶瓷层具有优越的耐高温氧化和低导热等(PS)和电子束物理气相沉积(EBPVD)[5~7]。性能,它是一层隔热屏障,可以提高涂层的工作使EBPVD制备的陶瓷层是柱状晶结构,有着良好用温度,延长材料的使用寿命。为了改善陶瓷层的应变容限,可以缓解陶瓷层和粘结层之间因热和基体的物理相容性,常在基体和陶瓷涂层之间膨胀系数不匹配而产生的热应力。加一层粘结层。粘结层通常为厚01~02mm,热障涂层由于其优良的性能,在航空发动机钨、钼、镍铬、镍铝等多种金属和合金都曾被用作上有着非常好的应用前景。但是目前国内外研究制备粘结层,但效果最好的是MCrAlY系合金,人员主要致力于其高温工作环境下的性能研究其中代表合金中的是生成氧化铝MCo,Ni,Al上,针对常温存放环境对涂层高温性能的影响研保护层所需的可促进生成23和提高抗热,CrAlO究