2r02涂层抗热震性能研究

热障涂层的一个重要指标就是其抗热震性能。纳米2r02涂层和常规2r02涂层的在不同温度下的抗热震结果。纳米氧化锆涂层和常规氧化锆涂层的热循环次数随热震温度的升高而减少，纳米氧化锆涂层热震次数明显高于常规氧化锆涂层。这表明纳米氧化锆涂层的抗热震性能较好。

抗热震性能与涂层中的气孔形状和分布有关。气孔的大小和形状等直接影响陶瓷材料抗热震性能。纳米氧化锆涂层和常规氧化锆涂层的截面形貌。纳米氧化锆涂层中气孔较小，分布均匀，还含有较多的细小微裂纹。纳米氧化锆涂层气孔率为9%左右。常规氧化锆涂层中气孔为不规则形，分布不均匀。气孔率约15%。纳米氧化锆涂层中观察到的细小微裂纹在常规氧化锆涂层中未观察到。

两种氧化锆涂层显微结构不同，是因来源于不同的沉积过程。

两种涂层沉积过程XCV600E-7BGG560C.html" target="_blank" title="XCV600E-7BGG560C">XCV600E-7BGG560C示意图。从图中可知，纳米颗粒粒径小，在等离子体中熔融较好，形成涂层时，铺展较好，堆积致密；常规氧化锆粉末颗粒较大，在等离子体中熔融较差，堆积疏松，因而涂层含有较大不规则气孔。

热震过程产生的裂纹主要是涂层表面纵向裂纹和涂层一结合层界面处水平裂纹。表面纵向裂纹有利于缓解热震过程中的热应力。涂层一结合层界面处水平裂纹的扩展容易导致涂层脱落。

图5.21为纳米和常规氧化锆涂层在1273K经过不同热震循环后的断面形貌。经20次热震循环纳米氧化锆涂层表面开始出现表面裂纹，这是张应力作用下形成的径向裂纹。在张应力作用下，径向裂纹最易在涂层凹面处形成。这解释了中箭头所示位置产生径向裂纹的原因。