黏结层表面强化对热障涂层组织与性能的影响
研究背景与问题
在高温环境中，热障涂层（Thermal Barrier Coatings, TBCs）是保护高温合金部件免受热侵蚀的关键技术。其中，黏结层作为TBCs与基体之间的过渡层，其表面形貌对涂层整体性能至关重要。然而，在实际应用中，黏结层表面的氧化生长（Thermal Growth Oxide, TGO）和界面失效是影响热障涂层寿命的主要问题。本研究旨在探究黏结层表面强化对热障涂层组织与性能的影响，解决现有涂层在实际应用中存在的性能不足问题。
研究方法
本研究以IC10镍基高温合金为基体，采用电子束物理气相沉积（Electron Beam Physical Vapor Deposition, EB-PVD）技术制备NiCrAlYSi陶瓷涂层。通过对喷丸强度进行调控，研究喷丸处理对黏结层表面形貌的影响，并进一步分析其对TGO生长和界面失效的影响。实验过程中，采用扫描电子显微镜（Scanning Electron Microscope, SEM）和X射线衍射（X-ray Diffraction, XRD）等手段对涂层的微观结构和成分进行分析。
核心结果
研究结果表明，喷丸处理能够显著改善黏结层表面形貌，降低TGO生长速率，提高涂层的抗氧化性能。具体而言，随着喷丸强度的增加，黏结层表面粗糙度增大，微观孔隙率增加，有利于提高涂层与基体的结合强度。此外，喷丸处理还能有效抑制TGO的生长，降低涂层界面应力，提高涂层的整体稳定性。通过对喷丸强度与涂层多维度性能的量化对应关系进行分析，确定了适配EB-PVD陶瓷面层的最优喷丸工艺区间。
结论与意义
本研究揭示了黏结层表面强化对热障涂层组织与性能的显著影响，为热障涂层工程改性提供了定量试验依据。通过对喷丸强度与涂层性能的量化关系研究，为涂层制备提供了新的思路和方法。此外，本研究为提高热障涂层在实际应用中的寿命和性能提供了重要参考，具有重要的理论意义和应用价值。
