纳米YSZ热障涂层高温时效过程中组织演变研究

原慷^1,2,3，于月光^1,2,3，冀晓鹃^1,2,3，Krishna Praveen Jonnalagadda⁵，Ru Lin Peng⁵

1. 北京矿冶科技集团有限公司2. 北京市工业部件表面强化与修复工程技术研究中心3. 北矿新材科技有限公司5. 林雪平大学

摘 要：燃气轮机长期运行过程中,热端部件如燃烧室内壁和前级涡轮叶片长期经受高温火焰冲击,涂层材料会产生时效行为。在时效过程中,热障涂层会发生组织演变,影响涂层性能与寿命。本文对一种高纯纳米YSZ热障涂层进行了不同温度的时效考核,研究材料在高温中组织演变行为,并对涂层孔隙率变化规律进行了热动力学分析。结果表明,在高温过程中,YSZ涂层中残留的纳米界面会进一步融合并逐渐演变为微米晶;受热动力学机制支配,涂层中孔隙闭合消损,造成涂层孔隙率下降。另外,本文还统计分析了涂层的相变行为。

关键词：YSZ;热障涂层;高温时效;组织演变;孔隙率;