【摘 要】
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热障涂层是航空发动机涡轮叶片关键核心技术之一,但在服役条件下常受环境沉积物、熔盐等的腐蚀而过早失效.激光表面改性是一种提高涂层抗腐蚀性能的有效办法,但改性涂层的激
【机 构】
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天津大学材料科学与工程学院,天津 300072;天津市现代连接技术重点实验室,先进陶瓷与加工技术教育部重点实验室,天津 300072;天津大学材料科学与工程学院,天津 300072
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热障涂层是航空发动机涡轮叶片关键核心技术之一,但在服役条件下常受环境沉积物、熔盐等的腐蚀而过早失效.激光表面改性是一种提高涂层抗腐蚀性能的有效办法,但改性涂层的激光工艺优化和结构设计亟待研究.本文采用脉冲Nd:YAG激光系统对Y2O3部分稳定ZrO2(YSZ)热障涂层进行表面改性,研究了激光功率、扫描速度以及光束长度对改性层厚度、微观结构的影响.结果表明,激光改性层呈致密的柱状晶结构,并有纵向裂纹贯穿其中.改性层的厚度与激光功率成正比,受扫描速度影响不大,与光束长度成反比.激光功率过高,则改性层裂纹增加明显;光束长度过大,则改性层与下方涂层的界面缺陷增多,不利于界面结合.优化的激光改性参数为:激光的功率为75～80 W,扫描速度8 mm/s,光束长度为160 mm.设计了双层激光改性层,每层中的纵向裂纹不连续,使得整个改性层中无贯穿的纵向裂纹,有助于抑制高温腐蚀熔体的内渗.
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