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本文主要利用大气等离子喷涂(APS法)将经过喷雾造粒的纳米8YSZ粉末制备相应的纳米结构涂层,研究了不同晶粒尺寸制备的纳米8YSZ涂层的热震寿命以及纳米8YSZ涂层的抗CMAS腐蚀性能。在不同温度下热处理得到晶粒尺寸不同的纳米8YSZ粉末,研究了造粒粉末平均粒径和内部形貌的变化以及对喷涂过程中粉末颗粒熔化行为的影响;并通过相应的纳米涂层的结合强度、膨胀系数、密度、弹性模量和硬度等主要物理性能的变化规律,分析了热处理粉末对涂层的热震寿命变化的主要原因;另外,还在相同条件下利用APS法制备了纳米和传统8YSZ涂层,研究了CMAS玻璃融体对纳米8YSZ粉末和涂层的腐蚀反应和破坏过程,并对比了纳米涂层和传统涂层的抗腐蚀性能。结果表明团聚的纳米8YSZ粉末的煅烧温度越高时,平均晶粒尺寸也越大从18nm增加至55nm(1200℃),其晶粒生长的塔曼温度大约为900℃,当处理温度高于900℃时晶粒增长更加迅速。同时粉末的平均粒径也随着粉末的致密不断减少,尤其在高温下(1000℃以上)最为明显。在等离子喷涂过程中,造粒的纳米8YSZ粉末只有表面熔化,内部仍然保持纳米结构,且粉末的熔化程度随粉末的平均粒径减少和致密度增加而增加。涂层也随着粉末性质的变化而变化,900℃以上热处理粉末所制备的涂层在密度,结合强度,弹性模量和硬度方面明显增大。但在1200℃处理粉末制备的涂层却出现反常现象,是由于熔化程度增加导致涂层微裂纹增加所致,并在纳米压痕法轨迹线上得到了证明。纳米结构涂层呈双模分布,即熔化再结晶的柱状晶、等轴晶结构和镶嵌在涂层中的未熔化的保持纳米结构的颗粒,另外还有大量的孔隙及裂纹的存在。由于热震过程中的破坏为热膨胀系数差产生的应力,涂层寿命与其测试的弹性模量大小呈反比,弹性模量越大则涂层热震寿命越低。在CMAS腐蚀中,纳米8YSZ涂层表现出与传统8YSZ涂层报道相似的反应,即化学破坏和物理破坏共同导致了涂层失效,但以物理破坏为主。但与传统涂层相比,纳米结构涂层更容易发生破坏性相变(由T相转变为M相),且由于纳米涂层内部的孔隙率和微裂纹比传统涂层大,为CMAS融体渗入涂层内部提供了通道,使CMAS融体更易于渗入涂层内部,所以更易于受到腐蚀破坏。所以其抗CMAS玻璃腐蚀更应该受到关注。