YSZ-Ti3AlC2热障涂层及其高温自愈合行为

摘要： 采用Ti3AlC2作为新型自愈合剂, 利用大气等离子喷涂将混合均匀的YSZ-Ti3AlC2粉体制成厚涂层。为观测高温下涂层氧化及裂纹的自愈合行为, 通过外加载荷的方式在涂层表面预制裂纹, 并将样品置于1050℃空气气氛中进行热处理。通过分析涂层制备、热处理前后的物相和形貌演变发现：涂层中的部分Ti3AlC2在喷涂后分解为TiC, 热处理后涂层表面形成外层为TiO2, 内层为TiO2和Al2O3混合物的双层结构。在自愈合过程中, 裂纹内的愈合剂氧化生成Al2O3与低密度的TiO2, 随着扩散控制的氧化反应不断进行, 氧化物逐渐积累并填补裂纹。此外, 在TiO2生成的同时引起的体积膨胀使裂纹周围产生一定的压应力, 强化愈合效果, 最终完全愈合裂纹。