YSZ熱障涂層的熱腐蝕性能研究.pdf

1、本文主要研究了熱障涂層體系在高溫熔鹽中的熱腐蝕性能，研究對象為鎳基高溫合金Hastelloy X、NiCrAl金屬涂層和8YSZ陶瓷層。兩種涂層均采用大氣等離子噴涂技術(shù)制備，其機構(gòu)分別為 Hastelloy X+NiCrAl和Hastelloy X+NiCrAl+YSZ。對三種試樣進行高溫氧化處理后，在750℃的25wt.％NaCl-75wt.%Na2SO4混合熔鹽中進行熱腐蝕實驗，使用掃描電鏡(SEM)、能譜分析(EDS)、X射線衍射

2、(XRD)、電化學測試、失重曲線等分析測試方法研究三種材料在熱腐蝕沖擊下組織結(jié)構(gòu)的變化，分析材料的熱腐蝕性能及腐蝕破壞機制。
　　研究了氧化處理對Hastelloy X熱腐蝕性能的影響：經(jīng)過氧化后可以在表面形成完整緊密的氧化物保護層，阻止熔鹽向合金擴散；未經(jīng)氧化的合金熱腐蝕過程中腐蝕產(chǎn)物也可以形成保護膜，結(jié)構(gòu)疏松，熔鹽可以擴散至合金基體表面，腐蝕產(chǎn)物中的氧化物遷移至保護膜表面而硫化物厚度在膜下不斷增長導致保護膜開裂脫落，腐蝕速度加

3、快。
　　經(jīng)過氧化處理后，NiCrAl金屬涂層表面生長出致密的Cr、Al的氧化物保護膜，腐蝕速度很慢。表面氧化物會和熔鹽中的Na2O發(fā)生反應(yīng)被溶解，生成Na2CrO4、NaAlO2等物質(zhì)，飽和后析出結(jié)晶。涂層內(nèi)的金屬會向表面遷移，導致涂層內(nèi)部出現(xiàn)缺陷，晶格變大。
　　氧化處理后在 NiCrAl層與YSZ層之間出現(xiàn)氧化物生長層(TGO)。YSZ層也出現(xiàn)了被 Na2O溶解的現(xiàn)象，生成 Na2ZrO3，溶解作用使構(gòu)成涂層層狀結(jié)構(gòu)的