激光熔覆 等离子喷涂热障涂层高温氧化结构及残余应力

采用半导体激光熔覆与等离子喷涂相结合的方法制备了YSZ/CoCrAlY热障涂层,利用扫描电镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)分析了其高温氧化后的结构特征,建立了其高温氧化后应力特征的计算模型,并与拉曼显微光谱仪测试的应力进行了对比。结果表明:高温氧化后,粘结层组织为垂直于基体表面的树枝晶结构,陶瓷层出现细小裂纹与部分脱落现象,ZrO2发生单斜相向立方相或正方相转变时伴随有4%的体积收缩,陶瓷层产生拉应力;ZrO2发生立方相或正方相向单斜相转变时伴随有6%的体积膨胀,陶瓷层产生压应力;热障涂层经过750°C高温氧化108 h后,通过模型计算陶瓷层残余应力为496.5 MPa的压应力,与拉曼光谱测量结果(434.8 MPa)吻合得较好。