金属学报  2004, Vol. 40 Issue (5): 541-545

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爆炸喷涂制备NiCrAlY/NiAl/ZrO2-Y2O3体系热障涂层

武颖娜; 柯培玲; 孙超; 华伟刚; 王福会; 闻立时

中国科学院金属研究所金属腐蚀与防护国家重点实验室; 沈阳 110016

NiCrAlY/NiAl/ZrO2-Y2O3 Thermal Barrier Coatings Obtained by Detonation Spraying

WU Yingna; KE Peiling; SUN Chao; HUA Weigang; WANG Fuhui; WEN Lishi

State Key Laboratory for Corrosion and Protection; Institute of Metal Research; The Chinese Academy of Sciences; Shenyang 110016

武颖娜; 柯培玲; 孙超; 华伟刚; 王福会; 闻立时 . 爆炸喷涂制备NiCrAlY/NiAl/ZrO2-Y2O3体系热障涂层[J]. 金属学报, 2004, 40(5): 541-545 .
, , , , , . NiCrAlY/NiAl/ZrO2-Y2O3 Thermal Barrier Coatings Obtained by Detonation Spraying[J]. Acta Metall Sin, 2004, 40(5): 541-545 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(4541 KB)   摘要: 为了提高热障涂层的高温抗氧化性, 采用爆炸喷涂技术在M22合金上制备 了Ni-25Cr-5Al-0.5Y/Ni-50Al/ZrO2-8Y2O3 (质量分数, %)体系的热障涂层. 喷涂 态Ni-50Al(NiAl)扩散阻挡层由δ-Ni2Al3, β-NiAl和NiAl3组成. 对该涂层进行1050, 1100 和1150 ℃下的等温氧化, 研究了NiAl层对氧化膜生长机制的影响. 结果表明, NiCrAlY/NiAl/YSZ体系的氧化增重明显小于双层结构热障涂层的, 其氧化动力学 在1050和1100 ℃下符合四次方规律, 在1150 ℃下符合抛物线规律, NiAl层有 阻碍粘结层元素向外扩散、促进以Al2O3为主的氧化膜形成的作用. 关键词 ： 热障涂层,  抗氧化性,  爆炸喷涂      Abstract：In order to improve the oxidation resistance of thermal barrier coatings (TBCs), Ni-25Cr-5Al-0.5Y/Ni-50Al/ZrO2-8Y2O3 (mass fraction, %) system was deposited on the alloy M22 by detonation spray. Detonation sprayed Ni-50Al (NiAl) layer, as a diffusion barrier layer, is composed of δ-Ni2Al3, β-NiAl and NiAl3. Isothermal oxidation tests were carried at 1050, 1100 and 1150 ℃, in order to study the effect of NiAl layer on the growth mechanism of oxidation film. The results indicate that the mass gains of the triplex TBCs are obviously less than those of duplex TBCs at the above temperatures. The oxidation kinetics of triplex TBCs obeys the fourth power law at 1050 and 1100 ℃, and the parabolic law at 1150 ℃. NiAl layer can hinder the outward diffusion of elements in the bond coat and promote the formation of TGO consisted of Al2O3. Key words： thermal barrier coating    oxidation resistance    detonation spray 收稿日期: 2003-05-08      ZTFLH:  TG174.44   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 武颖娜 柯培玲 孙超 华伟刚 王福会 闻立时 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2004/V40/I5/541 [1] Padture N P, Gell M, Jordan E H. Science, 2002; 296:280 [2] Miller R A, Lowell C E. Thin Solid Films, 1982; 95:265 [3] Haynes J A, Ferber M K, Porter W D, Rigney E D. Oxid Met, 1999; 52:31 [4] Rabiei A, Evans A G. Acta Mater, 2000; 48:3963 [5] Ma X Q, Rhyim Y M, Jin H W, Park C G, Kim M C. Corrosion, 1999; 55:805 [6] Wu B C, Chao C H, Chang E. Mater Sci Eng, 1990; A124: 215 [7] Lih W, Chang E, Wu B C, Chao C H. Oxid Met, 1991; 36:221 [8] Wu Y N, Zhang G, Feng Z C, Zhang B C, Liang Y, Liu F J. Surf Coat Technol, 2001; 138:56 [9] Sun J H, Chang E, Wu B C, Tsai C H. Surf Coat Technol, 1993; 58:93 [10] Taylor T A. Surf Coat Technol, 1992; 54/55:53 [11] Kyongjun A, Ravichandran K S, Dutton R E, Semiatin S L. J Am Ceram Soc, 1998; 82:399 [12] Hasselman D P H. J Compos Mater, 1978; 12:403 [13] McPherson R. Thin Solid Film, 1984; 112:89 [14] Wu Y N, Hua W G, Ji A L, Wang F H, Sun C, Wen L S. Acta Metall Sin, 2002; 38:1082(武颖娜,华伟刚,纪爱玲,王福会,孙超,闻立时.金属学报,2002;38:1082) [15] Wu Y N, Wang F H, Hua W G, Gong J, Sun C, Wen L S. Surf Coat Technol, 2003; 166:189 [16] Busso E P, Lin J, Sakurai S, Nakayama M. Acta Mater, 2001; 49:1515 [17] Zhu R Z, He Y D, Qi H B. High Temperature Corrosion and Materials of High Temperature Corrosion Resistance. Shanghai: Shanghai Scientific and Technical Publishers, 1995:340(朱日彰,何业东,齐慧滨.高温腐蚀及耐高温腐蚀材料.上海:上海科学技术出版社,1995:340) [18] Bobeth M, Pompe W, Shumann E, Ruhle M. Acta Metall Mater, 1992; 40:2669 [1] 赵晓峰, 李玲, 张晗, 陆杰. 热障涂层高熵合金粘结层材料研究进展[J]. 金属学报, 2022, 58(4): 503-512. [2] 郭磊, 高远, 叶福兴, 张馨木. 航空发动机热障涂层的CMAS腐蚀行为与防护方法[J]. 金属学报, 2021, 57(9): 1184-1198. [3] 李天昕, 卢一平, 曹志强, 王同敏, 李廷举. 难熔高熵合金在反应堆结构材料领域的机遇与挑战[J]. 金属学报, 2021, 57(1): 42-54. [4] 宫声凯, 尚勇, 张继, 郭喜平, 林均品, 赵希宏. 我国典型金属间化合物基高温结构材料的研究进展与应用[J]. 金属学报, 2019, 55(9): 1067-1076. [5] 李斌, 林小辉, 李瑞, 张国君, 李来平, 张平祥. 不同B含量Mo-Si-B合金的高温抗氧化性能[J]. 金属学报, 2018, 54(12): 1792-1800. [6] 侯晓光,王恩刚,许秀杰,邓安元,王万林. 弯月面热障涂层方法对结晶器传热及铸坯振痕形貌的影响[J]. 金属学报, 2015, 51(9): 1145-1152. [7] 李轩, 郭喜平, 乔彦强. Nb-Ti-Si-Cr基超高温合金表面ZrSi2-NbSi2复合渗层的组织及其抗高温氧化性能*[J]. 金属学报, 2015, 51(6): 693-700. [8] 赵海根,李树索,裴延玲,宫声凯,徐惠彬. Ni3Al基单晶合金IC21的微观组织及力学性能[J]. 金属学报, 2015, 51(10): 1279-1287. [9] 宫文彪,李任伟,李于朋,孙大千,王文权. CeO2/ZrO2-Y2O3纳米结构热障涂层的高温稳定性及耐腐蚀性能[J]. 金属学报, 2013, 49(5): 593-598. [10] 项建英 陈树海 黄继华 赵兴科 张华. 等离子喷涂La2(Zr0.7Ce0.3)2O7热障涂层的抗热震性能[J]. 金属学报, 2012, 48(8): 965-970. [11] 周小卫 沈以赴 顾冬冬. 双脉冲电沉积纳米晶Ni-CeO2复合镀层的微观结构及其高温抗氧化性能[J]. 金属学报, 2012, 48(8): 957-964. [12] 范永中 张淑娟 涂金伟 孙霞 刘芳 李明升. Si和Y掺杂对(Ti, Al)N涂层结构和性能的影响[J]. 金属学报, 2012, 48(1): 99-106. [13] 王铁钢 宋丙红 华伟刚 宫骏 孙超. 工艺参数对爆炸喷涂WC-Co涂层性能均匀性的影响[J]. 金属学报, 2011, 47(1): 115-122. [14] 张平 郭喜平. Al对Nb-Ti-Si基合金表面Si-Al-Y2O3共渗层的影响[J]. 金属学报, 2010, 46(7): 821-831. [15] 田艳红 王春青 赵少伟. Cu焊盘TiN/Ag金属化层超声键合性能及抗氧化性能[J]. 金属学报, 2010, 46(5): 618-622. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed