1200℃烧结EB-PVD YSZ涂层微结构演变的TEM表征与分析

发布时间：2017-12-11 14:35

  本文关键词：1200℃烧结EB-PVD YSZ涂层微结构演变的TEM表征与分析

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【摘要】：用7wt.%Y2O3稳定的ZrO2(YSZ)通过电子束物理气相沉积(EB-PVD)法制备的热障涂层(EB-PVD TBCs)主要由柱状晶组成,柱状晶之间的间隙和柱状晶内部多孔的微结构使TBCs具备良好的应变容限和低的热导率,从而被广泛地使用在航天涡轮发动机的重要部件上。但是当EB-PVD TBCs在1100°C的高温环境下暴露一段时间后,相邻的柱状晶会烧结在一起,因高温烧结引起的陶瓷层致密化使EB-PVD TBCs失去应有的应变容限,使得TBCs产生裂纹,从而导致涂层失效。因此,表征高温烧结TBCs微观结构演变对于了解涂层失效是很有必要的。本论文以电子束物理气相沉积法在三氧化二铝衬底上制备的TBCs为研究对象,采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、扫描透射电镜(STEM)结合X射线衍射(XRD)等手段对1200°C高温烧结的EB-PVD TBCs微结构进行了细致地表征与分析,发现YSZ中存在大量的小角度晶界结构,取得了如下研究结果:(1)制备态YSZ涂层的微结构以羽毛状结构的柱状晶为主,相互之间为大角度倾转晶界。经1200°C高温烧结4小时后,羽毛状结构消失,柱状晶粗化,顶部的柱状晶尺度要明显大于底部的柱状晶。(2)制备态YSZ涂层中的晶界以大角度倾转晶界为主。高温烧结后,在YSZ中发现小角度倾转晶界,晶界面为{100}晶面,倾转轴为001晶轴,实验测定的倾转角度介于1.5°至9°之间。这些小角度倾转晶界的形成与羽毛状结构的消失和柱状晶的粗化有密切关系。(3)建立了利用高分辨像与电子衍射相结合的测定倾转晶界和扭转晶界的实验方法。(4)由于小角度倾转晶界是由刃型位错有序分布构成的,所以高温烧结过程中柱状晶的粗化非常可能伴随着刃位错的增殖、扩散和重新聚集,并有序排列的过程,而位错的增殖必然影响YSZ涂层的力学性能,很可能是导致YSZ涂层失效的原因之一。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：V463

【参考文献】

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1 李美Y，

本文编号：1278844