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TGO增长引起的陶瓷涂层失效

2019-9-20 4:36:40      点击:
近年来人们通过对高温氧化气氛中服役的TBCs进行了大量的分析和研究,发现在原来的TBCs系统中多一层,这-层是由陶瓷层和中间过渡层的氧化物生长而形成的,在MCrAIY粘结层和TBCs之间的热生长氧化物被认为是产生应力并导致涂层失效的根本原因之一。
陶瓷涂层
于是,TCO引起了各国研究人员极大的关注,研究结果表明:TGO是TBCs在长期高温氧化环境中服役引起涂层失效不可忽视的因素。MCrAIY/YSZ界面间只要有3μm~4μm的氧化物生长就足以引起陶瓷面层的剥落,失效往往发生在金属粘结层/陶瓷层界面处。MCrAIY粘结层的氧化过程分为两个阶段:在第1阶段粘结层中AI选择氧化,形成Al203.层,质量增量取决于涂层厚度和Al元素的含量;在第2阶段, Al消耗后,其他元素发生氧化,氧化速率与第1阶段成正比。
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由于选择氧化导致Al元素的大量消耗,而使该处的CrCo、Ni等元素富集,随后选择氧化消失,进而生成Cr、Co、Ni等元素的氧化物。当Al含量< 10%时, Cr2O3、NiO相生成。在氧化产物中,Cr/Ni富集的区域,例如Ni( Al、Cr)204处,裂纹要比Al2O3处易于产生和扩展。NiCr204、Ni( A1、Cr)204、Cr2O3、Ni0、CoO的形成将会大大加速陶瓷涂层的失效。
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