● 摘要
本论文采用LPPS方法在DZ125合金表面喷涂NiCrAlY作为粘结层，采用APS方法在NiCrAlY涂层表面制备了YSZ作为陶瓷隔热层。论文研究了NiCrAlY＋YSZ涂层体系在含水蒸气的氧气、空气，氯化钠气氛、硫酸钠气氛以及含有水蒸气的氯化钠气氛中的高温氧化行为，采用X射线衍射、扫描电子显微镜和能谱分析等方法，分析了陶瓷层的相结构、TGO层的形貌和组成。使用ANSYS有限元分析软件分析对比两种成分三个厚度的TGO层对涂层降温过程的应力变化的影响。涂层在1050℃的含水蒸气的氧气、空气循环氧化寿命与在单独氧气、空气中的寿命相当，失效后的截面形貌、成分观察结果也说明水蒸气对涂层没有影响。氯化钠气氛对涂层的氧化性能有着明显的影响。试样在1050℃、1100℃、1150℃的氯化钠气氛中循环氧化寿命分别为120、70、20个循环，TGO层中含有Al2O3、NiO、NiCr2O4等物质，氧化物结构疏松，氧化层厚度较厚，不能对粘结层起到有效地保护作用，氯化钠起到氧化催化剂的作用，陶瓷层有不同程度的相变。1050℃时水蒸气的加入使氯化钠对涂层的腐蚀作用更为显著。硫酸钠气氛对涂层的氧化性能影响稍弱于氯化钠，失效后的截面观察TGO层厚度小于10μm，成分为Al2O3。计算结果说明TGO层厚度的增加和成分由氧化铝变为尖晶石都会使TGO/YSZ界面的应力值增大，尤其是对涂层失效影响显著的剥离应力，增加更为明显。