“…通过改进热障涂层材料体系 [1,[3][4][5][6] 、优化涂层结 构 [1,3,7] 、采用新型喷涂技术 [7][8] 可有效提升热障涂层 的性能。 其中, 低杂质含量的高纯度热障涂层 [2,5,[9][10] 因具有更好的抗烧结性、更长的耐热冲击寿命而被 广泛关注。 热障涂层的失效模式研究表明 [11][12] , TBCs 在服役过程中发生烧结, 将显著降低涂层的隔热效 果、应变容限及服役寿命 [13][14][15] 。Vaβen 等 [16] [17] 研究表明, 将高纯度 YSZ 和含有 Al 2 O 3 、SiO 2 杂质的 YSZ 涂层在 1400 ℃下进行热处理, 当杂 质含量从 0.1wt%~0.2wt%下降到 0.01wt%~0.05wt% 时, 涂层的烧结速率显著降低。Xie 等 [18] 提出杂质 含量的增加会加速相的分解。Helminiak 等 [19] [20][21] 。根据 Wang 等 [22] 的研究结果, 涂层中孔隙率对传热的影响最 大。涂层中存在的微裂纹和微气孔会大大降低涂层 的热扩散系数, 提高涂层隔热性能 [21] 。而涂层热扩 散系数的增大主要是由于 1400 ℃下 SiO 2 、Fe 2 O 3 促进了涂层的烧结和致密化 [23][24] [24] 。当 Al 2 O 3 含量增加到一定程度 时, 由于加入到涂层中的杂质促进了烧结, 提高了 涂层的致密度 [18] , 而这种效应对高温下涂层的热性 能起着更重要的作用 [20] , 进而引起涂层热扩散系数 的升高。 [28][29] , YSZ 体系中晶粒长大过程受阳离子扩散过程的影响, 部 分 Al 3+ 离子替代 Zr 4+ 离子, 为了维持电荷平衡, 阳 离子空位浓度及间隙浓度增加, 而间隙浓度为氧化 锆中扩散速率的控制环节, 进而促进晶粒长大, 并 改善了固相烧结 [30]…”