优化等离子喷涂CeScYSZ热屏障涂层参数及其CMAS耐腐蚀性研究
Rongbin Li1, Keyu Wang1, Ziyan Li1
1School of Materials, Shanghai Dianji University, Shanghai 201306, China.
Materials (Basel, Switzerland)
|November 27, 2025
概括
新的ceria-scandia-yttria-stabilized zirconia (CeScYSZ) 热屏障涂层 (TBCs) 显示出对-----酸盐 (CMAS) 腐蚀的增强抵抗力. 优化了大气等离子体喷雾参数,改善了用于燃气轮机应用的TBC性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
- 陶涂层 陶涂层 陶涂层
背景情况:
- 传统的伊特里亚稳定 (YSZ) 热屏障涂层 (TBC) 面临着相变和高温烧结等降解问题.
- 保护燃气轮机和航空发动机的热截面部件需要先进的TBC材料,以提高耐用性.
- - - - - 酸盐 (CMAS) 进入对TBC性能和寿命构成重大威胁.
研究的目的:
- 通过使用大气等离子体喷射 (APS) 制造和优化-斯堪迪亚联合剂的YSZ (CeScYSZ) /NiCrAlY TBC.
- 研究APS参数对CeScYSZ涂料微观结构和机械性能的影响.
- 评估和比较CeScYSZ涂料的CMAS耐腐蚀性与传统的YSZ涂料.
主要方法:
- 使用大气等离子喷射 (APS) 来沉积CeScYSZ/NiCrAlY TBCs.
- 一个五因素,四级直角实验设计优化了APS参数 (喷雾距离,电流,气体流量,粉末料率).
- 进行了微结构分析,机械性能测试和CMAS腐蚀测试在1300°C进行2小时.
主要成果:
- 确定了最佳的APS参数:喷射距离100毫米,电流500A,30L/min Ar,6L/min H2和45g/min粉末料速度.
- 优化的CeScYSZ涂层表现出中等孔隙性和出色的粘合强度.
- 在暴露后,CeScYSZ涂层表现出明显优异的CMAS耐腐蚀性,与YSZ涂层相比.
结论:
- 优化的APS加工产生了性能高的CeScYSZ TBC,具有改进的机械性能和粘合强度.
- CeScYSZ涂层对CMAS腐蚀具有更强的抗性,这是由于CaZrO3屏障的形成和协同兴奋剂效应.
- 该研究为开发用于苛刻的燃气轮机和航空发动机应用的先进TBC提供了基础.
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