热障涂层的高温氧化及水氧腐蚀行为研究

作     者：乔立捷 袁帅 孟一凡 邱质彬 薛召露 张振亚 

作者机构：浙江大学国家卓越工程师学院 华电电力科学研究院有限公司 安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2025年

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：中国博士后科学基金(2024T170003) 

主　　题：热障涂层 热循环氧化 水氧腐蚀 微观结构 

摘      要：热障涂层主要应用在燃气轮机透平叶片、火焰筒、过渡段等高温热端部件的表面，具有良好的隔热性能，可有效地提高热端结构部件服役温度和延长服役寿命。随着氢燃料燃气轮机技术的发展，热障涂层的在高温水氧环境中的腐蚀行为受到了广泛的关注。本文分别利用大气等离子喷涂和超音速火焰喷涂制备了CoNiCrAlY粘结层，然后利用大气等离子喷涂在CoNiCrAlY粘结层表面制备了YSZ顶层，制备了两种YSZ/CoNiCrAlY 热障涂层体系，分别研究了热障涂层体系在室温-1 100 ℃的热循环氧化和在1 100 ℃水氧腐蚀行为，利用XRD和SEM等表征了两种YSZ/CoNiCrAlY 热障涂层体系的相结构演变和微观结构变化。结果表明，利用大气等离子喷涂制备的CoNiCrAlY粘结层具有较大的孔隙率，具备大的应力应变容限，可延长YSZ/CoNiCrAlY 热障涂层体系的热循环氧化寿命。YSZ在1 100 ℃水氧腐蚀环境中未发生相变，两种YSZ/CoNiCrAlY 热障涂层体系腐蚀200h后均未脱落，具有良好的耐水氧腐蚀性能。