热喷涂复合结构MCrAlY/8YSZ热障涂层的抗剥落能力

在陶瓷涂层与金属粘接层之间制备一层NiCoCrAlTaY/YSZ复合过渡层和通过半熔化团聚YSZ粉末制备层状/多孔团状复合结构YSZ隔热层,用SEM表征了涂层的显微组织;依照ASTM C633标准测试了涂层的结合强度;用压痕法测试了陶瓷层的弹性模量和断裂韧性.用激光脉冲法测试了陶瓷层的热导率.用高温水淬快速冷却实验验证涂层的抗剥落性能.结果 表明,在不降低涂层隔热效果的前提下复合过渡层和和隔热层显著提高了涂层的抗剥落能力.HVOF制备的NiCoCrAlTaY粘接层组织致密,没有明显的氧化物;APS制备的NiCoCrAlTaY/YSZ复合过渡层内层间的结合良好,组织致密,金属与陶瓷粒子呈现出典型的层状交替分布特征;陶瓷层由典型层状结构内包含约11％未完全熔化团聚粉末形成的弥散分布多孔团状组织构成.复合结构使等离子喷涂TBC的结合强度由25.8 MPa提高到38.6 MPa,陶瓷层的弹性模量和热导率没有明显的变化,但是断裂韧性提高了1倍以上,涂层出现30％剥落的平均水淬周次由19.7次提高到72.1次,表明抗剥落能力显著提高.