本文標題："金屬表面氧化涂層截面分析顯微鏡"
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金屬表面氧化涂層截面分析顯微鏡
現在，渦輪發動機上普遍使用一種替代的策略——熱障涂層(TB
Cs)。高溫合金上沉積一層陶瓷，它的優點在于低的熱傳導性提供
了熱絕緣，從而使金屬基體承受更低的溫度。它可以獲得非常顯著
的效果——厚300μm的現代熱障涂層如果與空心結構及冷卻氣體結
合使用，具有降低金屬表面數百攝氏度溫度的潛能
。熱障涂層最早出現在20世紀60年代，通過等離子噴涂氯化鈣
或者氧化鎂，獲得穩定的氧化鋯。同時這種涂層被觀察到在1000℃
以下表現良好，高于這一溫度時并不穩定；由于Mg+和ca2+的擴散
形成了MgO和CaO，并且因為熱導率增長了四倍促使形成具有單斜晶
系的氧化鋯。現代熱障涂層正在廣泛地被應用于保護服役中的渦輪
葉片、導葉和燃燒室部分，它是以包含7wt．％氧化釔的氧化鋯為
基礎——也稱為氧化釔穩定型氧化鋯(YSZ)——一種最初被NASA鑒
定為燃燒器裝備測試中提供最佳熱循環壽命的化合物。不幸的是，
由于氧離子的快速流動通過，基于YSZ的熱障涂層不能阻止氧氣的
進入，因此下層的基體在運行過程中存在氧化的可能。由于高溫合
金基體和表面陶瓷涂層熱膨脹系數不匹配，導致在熱循環中形成熱
應力，從而引起熱障涂層在運行過程中通過開裂的方式完全破壞
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