先进热障涂层的概述知识讲稿.ppt

随着航空业的发展，对热障涂层的要求越来越高。为了达到降低燃烧 室内金属基体的温度提高使用寿命,提高涡轮发动机的点火温度来 提高它的工作效率这样的目的。我们研究了许多种热障涂层材料， 其中使用最 广泛的应该就是YSZ。但是YSZ也存在一些不足,由EB-PVD 和APS方法加工的YSZ含有亚稳态的T`相。长时间处于高温状态下，它能 够分解成高氧化钇相和低氧化钇相。后者在冷却过程中将会转变成为 单斜晶并伴随较大的体积增加，这将导致TBC的失效。公认的上限温 度是1200℃。另外，由于有限的相稳定性将导致涂层应变公差减小， 从而降低了它的高温性能，因此涂层会过早的失效。 所以我们要寻找比YSZ更好的热障涂层材料 ;烧绿石; 在双层系统中（图1）,有一层YSZ层和一层由烧绿石材料制成的顶层。这种涂层在热循环测试中的寿命显著提高。在这种双层结构中，YSZ使它具有接近粘结层的韧性，顶层的烧绿石材料使涂层拥有低烧结率和高温稳定性。这些基于 烧绿石/YSZ 的双层系统表现出的比YSZ更优秀的高温性能从而有望应用来提高燃气轮机的热性能。; 图2 不同TBC系统燃烧室的热循环测试结果 ; 在使用焙烧粉末（50% 锆酸镧 50% YSZ）混合制成的锆酸镧/YSZ双层系统的化学稳定性研究中，在1250℃以下煅烧时没有反应，这意味着锆酸镧和YSZ 有很好的化学适用性，可以用来制备双层系统的热障涂层。 ;六铝酸盐;图3 1200℃等温热处理后镧-锂-六铝酸盐大气等离子喷 涂涂层的典型分割裂纹的显微图像;复杂钙钛矿; 尽管钙钛矿的整体特性很不错，但是它的韧性不如YSZ。在大气等离子喷涂过程中，由于氧化物蒸汽压的不同导致组成锆酸盐中的非氧化锆成分以及复杂钙钛矿中的氧化镁先蒸发。这种效应会导致不利于涂层性能的非化学计量相的沉积。最近的研究表明，通过优化等离子喷涂参数来缩短粒子在等离子焰流中的时间能够使这种效应最小化。 ;总结;谢谢