《表2 不同工艺制备垂直裂纹结构和类柱状晶结构涂层的性能[45-52]》

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《悬浮液等离子喷涂热障涂层研究进展》

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SPS工艺特点决定了其擅长制备含有高超细/纳米孔隙的垂直裂纹结构或柱状晶结构涂层，这两种结构均有利于提升热障涂层的隔热性能和寿命等。表2系统总结了不同工艺（APS、EB-PVD、SPS）制备上述相关结构8YSZ涂层的热、力学性能和热循环寿命[45-52]，SPS和APS制备的垂直裂纹结构涂层的弹性模量相当，高于SPS类柱状晶和EB-PVD柱状晶结构的涂层。两种等离子涂层的孔隙明显高于EB-PVD涂层，其中APS制备的垂直裂纹结构涂层容易获得致密结构，其热导率为1.1～2.0 W/（m?K）。SPS工艺制备的涂层的热导率更低，可达到0.6～0.8 W/（m·K）。当SPS制备的垂直裂纹结构涂层密度提升或类柱状晶结构涂层柱状晶间的孔隙带变宽时，涂层的热导率会得到明显提升。但是，研究也表明，SPS柱状晶的孔隙率即使接近50%，当柱状晶间间隙较大时，会提供热量传递通道，使热导率接近1.5 W/（m?K）。SPS工艺制备柱状晶结构涂层是目前研究的热点，当工艺可控和界面平直时，柱状晶密度可以达到20 mm-1，接近新型等离子物理气相沉积工艺制备的类柱状晶的微结构水平，同时一般SPS柱状晶密度条件下（5～10 mm-1），涂层（使用MCrAlY粘结层）的热循环寿命达到1000次，已经接近EB-PVD涂层（使用NiPtAl粘结层）的热循环寿命水平。