第十五届全国表面工程大会

热障涂层（Thermal Barrier Coating，TBC）是航空航天发动机中关键的热防护技术之一。长期以来，调控TBC界面的结构稳定性以及抑制热生长氧化物（Thermally Grown Oxide，TGO）无序生长，始终是该领域的技术难题。本文提出了一种基于强流脉冲电子束（High-Current Pulsed Electron Beam，HCPEB）处理的创新方法，用于调控TBC系统中金属与陶瓷界面的形貌和微观结构，旨在实现TGO的稳定生长，从而延长TBC的服役寿命。在本研究中，通过HCPEB辐照对电弧离子镀制备的MCrAlYX金属涂层进行表面改性，诱导其发生重熔抛光和微结构重建。处理后，涂层表面粗糙度降低约83%，原有的颗粒团聚与微裂纹缺陷被有效消除；改性形成的重熔层厚度约为7 μm，结构更为致密细化。该重熔层进一步影响了其上电子束物理气相沉积（EB-PVD）制备的YSZ陶瓷涂层的生长机制，使陶瓷层呈现更均匀的柱状晶粒和更低的表面粗糙度。在1100 °C条件下进行的热循环氧化试验表明，HCPEB处理显著提升了TBC系统的界面稳定性，促进了致密且稳定的Al₂O₃基TGO层的形成，有效提高了其抗氧化性并抑制了涂层剥落。改性后的TBC系统表现出更强的结构完整性和更长的热循环寿命，凸显了HCPEB技术在高温环境下提升TBC性能的潜力。
 

热障涂层,强流脉冲电子束,高温循环氧化,电子束物理气相沉积