一个新的Al2O3-受保护的EB-PVD TBC,具有优越的CMAS抵抗力
Shiying Qin1, Huatang Cao1, Zhaohe Gao1
1Department of Materials and Henry Royce Institute, University of Manchester, Manchester, M13 9PL, UK.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|December 3, 2023
概括
在yttria稳定 (YSZ) 热屏障涂层 (TBC) 上的一种新的纳米孔涂层通过局部化结晶来有效地减轻----酸盐 (CMAS) 攻击. 这种设计提高了TBC对CMAS和高温烧结的耐用性.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 陶工程 陶工程
- 表面科学是一门学科.
背景情况:
- - - - 酸盐 (CMAS) 攻击对 yttria - 稳定 (YSZ) 热屏障涂层 (TBC) 构成重大挑战,特别是在高工作温度下.
- 通过CMAS透的降解导致TBC在高温应用中的性能和寿命降低.
研究的目的:
- 为YSZ TBCs开发一种新的微结构设计,以有效减轻CMAS攻击.
- 研究新设计抑制CMAS透和TBC降解的机制.
- 评估修改后的TBC的机械性能和烧结阻力.
主要方法:
- 采用滴滴涂层方法,在通过电子束物理蒸汽沉积 (EB-PVD) 制造的YSZ柱状颗粒周围创建一层薄的纳米孔.
- 研究了在纳米孔存在的情况下CMAS融化的结晶行为.
- 进行了入和三点梁曲试验,以评估机械性能和烧结阻力.
主要成果:
- 纳米孔层促进了TBC表面附近和柱间间隙内CMAS融的快速结晶.
- 这种局部结晶有效地抑制了CMAS透和随后的TBC降解.
- 经过修改的TBC仅略有增加了刚性,但由于减少了柱间接触,在长期热暴露期间表现出优越的耐烧性.
结论:
- 使用纳米孔的新型微结构设计为开发具有增强CMAS抗性的YSZ TBC提供了有前途的途径.
- 这种方法可以提高应变耐受性和耐烧结性,这对于先进的TBC应用至关重要.
- 将纳米多孔陶集成到传统的陶结构中,为实现TBC集成功能提供了一个新的策略.
