PS–PVD制备YSZ热障涂层的CMAS腐蚀行为研究

热障涂层（TBCs）广泛应用于先进航空发动机热端部件，有效延长了发动机热端部件的服役寿命，成为先进航空发动机必不可少的热防护材料。但在服役过程中一些大气沉积物CMAS加热后变为熔融体吸附在热障涂层表面，并沿着孔隙和裂纹等缺陷渗透至涂层内部，诱导涂层过早失效。采用等离子–物理气相沉积技术（PS–PVD）制备YSZ热障涂层，利用XRD、SEM等表征手段，对不同腐蚀时间的涂层物相成分、微观结构进行了表征。研究结果表明，YSZ涂层在1250℃下经过CMAS腐蚀后发生了相变；随着腐蚀时间的增加，CMAS沉积物会沿着热障涂层类柱状晶间隙渗透至内部，导致涂层结构出现疏松，并且在陶瓷层上部区域出现了类柱状晶断裂现象，涂层宏观表现为部分陶瓷层剥落；腐蚀8 h后陶瓷层部分区域出现了类柱状晶从粘结层上整体剥离；CMAS渗透深度随腐蚀时间的增加不断加大，在腐蚀3 h内其渗透速度相对较快，腐蚀3 h以后其渗透速度会相对变得缓慢。