《表2 不同材料在660℃时的热力学性质》

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《喷涂功率对YSZ涂层的力学性能和抗铝硅熔体腐蚀性能的影响》

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图7为带有YSZ/Ni Cr Al Y防护涂层的试样在700℃Al–Si合金熔液中腐蚀24 h后的截面形貌及其相应的Al，Si，Zr，Ni和C元素的能谱图。从图中可以看出，熔融的Al–Si合金熔液没有渗透到YSZ涂层内部，Al，Si元素集中分布于远离YSZ涂层的Al–Si合金中，Zr元素依然集中分布于YSZ涂层中，YSZ/Ni Cr Al Y防护涂层依然完好；同时，在Al–Si合金熔体与涂层的界面处也没有观察到反应层，此时，Al–Si熔液被阻挡在YSZ涂层的表面。一方面这是由于YSZ陶瓷涂层对熔融Al–Si合金熔液的润湿性差造成的。据报道熔融Al与YSZ涂层的接触角保持在148°±2°[27]，也就是说，YSZ陶瓷与熔融金属间的润湿性不好，YSZ涂层在700℃的Al–Si熔液中显示出良好的化学稳定性；另一方面，如果700℃的Al–Si熔液与YSZ涂层发生化学反应形成反应层，那么在Al–Si熔液与YSZ涂层的界面处会有新的物相生成。700℃下YSZ涂层与熔融Al–Si熔液可能会发生如式（1）的化学反应。根据式（2）～（5）及表2和3中参与反应物质的热力学参数[28]，可计算出该反应在700℃时的吉布斯自由能为139.5 k J/mol，表明在700℃下该反应不可能发生，即YSZ涂层在700℃的Al–Si合金熔液中是稳定的。综上两个方面可得出，等离子喷涂YSZ/Ni Cr Al Y防护涂层在700℃的Al–Si合金熔液中具有良好的化学稳定性，可有效保护基体免遭熔融Al–Si合金熔液的渗透侵蚀。