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Yb2SiO5涂层垂直裂纹形成机理

时间:2021-04-27 19:03:29  来源:  作者:

1展示了Yb2SiO5涂层的整个垂直裂纹形成过程。将团聚的Yb2Sioses粉末注射到O3CP喷枪中,通过碰撞将其分离成原始的小颗粒。小颗粒的Yb2SiO5在等离子体火焰中分解为Yb2O3SiO2两相。同时,部分Yb203SiO2在衬底上蒸发成核。在涂层中,SiO2纳米粒子的部分发生相变,导致喷涂过程中体积的变化。在Yb2Sioses沉积过程中,热膨胀系数失配、瞬态冷却和蒸发相成核等因素会产生应力并形成垂直裂纹。

 

1 Yb2SiO5涂层垂直裂纹形成示意图

在恒定参数下,分别用PS-PVD沉积20um50um100um,并在不同的基材预热温度下制备涂层。结果表明,由热膨胀失配、气液多相沉积后的瞬态冷却所产生的拉应力是Yb2SiO5涂层产生垂直裂纹的主要驱动力。拉伸应力超过涂层的抗拉强度,在表层形成垂直裂纹,然后向Yb2SiO5/莫来石涂层界面延伸,产生较大的垂直裂纹。当Yb2SiO5涂层厚度为50um,预热温度为800时,具有良好的性能。


 

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