镀铝表面改性7YSZ纳米热障涂层热震性能分析

张小锋^1,2，周克崧^1,2，刘敏²，邓春明²，邓畅光²，陈焕涛²

1. 华南理工大学材料科学与工程学院2. 广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室及广东省现代表面工程技术重点实验室

摘 要：为提高7YSZ纳米热障涂层的热震性能,实验中采用超音速火焰喷涂（HVOF）在涡轮叶片模拟工件上制备了粘结层NiCrCrAlYTa,再使用大气等离子喷涂（APS）在粘结层上制备了7YSZ纳米陶瓷层。采用磁控溅射在7YSZ热障涂层样品表面镀铝,并在不同压力下（200、250、300 Pa）对镀铝样品进行热处理表面改性。对喷涂态样品和镀铝改性后样品进行水淬热震实验,1050℃保温10 min+水冷5 min为一个热循环,观察热障涂层镀铝改性前后样品在水淬热循环过程中形貌和结构演变。实验结果表明,镀铝改性后样品表面存在铝薄膜蒸发、凝固后形成的疏松纳米Al晶粒表层以及由Al和ZrO₂原位反应形成的致密α-Al₂O₃底层。在镀铝样品热处理过程中,随着压力升高,疏松层致密度逐渐增加。不同热处理压力下镀铝表面改性后样品经过73次水淬热循环后剥落面积均小于喷涂态样品,显示出良好的抗热震性。

关键词：热障涂层;7YSZ;热震性能;镀铝改性;