除等离子喷涂技术之外 , 电子束物理气相沉积(Electron beam physical vapor deposition , 简称 EB-PVD)是另外一种最常用的热障涂层制备方法 。其原理是通过真空泵将设备中的真空室抽取真空 , 达到一定的真空度要求后 , 电子枪开始发射电子束 。电子束熔化并蒸发处于真空室中的陶瓷坯料 , 在蒸发过程中为确保涂层的持续生长 , 陶瓷坯料要从底部送入坩埚内 。将经过预热的基体置于蒸汽中 , 蒸汽以 4 ～10μm/min 的速度沉积到基体上而形成涂层。
由于沉积原理的差异 , 使得 EB-PVD 涂层与等离子涂层有着截然不同的微观组织 。 EB-PVD 先在基体上形成 1 层细小的等轴晶 , 然后在其上面形成织构和柱状晶 。其显微组织由许多彼此分离的柱状晶体组成 , 且每个柱状晶体又与底层牢固结合。柱状晶结构能显著提高涂层的应变容限 , 使涂层的抗热冲击性能明显提高 , 研究表明等离子喷涂热障涂层的疲劳寿命一般仅为 EB-PVD 涂层的 30 %～ 40 %。除此之外 , EB-PVD 涂层与等离子涂层相比还具有如下优势 :(1)涂层更加致密 , 涂层的抗腐蚀 、抗氧化能力更强 ;(2)涂层的界面以化学结合为主 ,涂层结合强度显著增强 ;(3)涂层表面光洁度高 , 避免了最终抛光和冷却孔的调节等环节 , 有利于保持发动机叶片的空气动力学性能 ;(4)需控制的涂层制备工艺参数较少 , 而且通过控制工艺参数还可有效控制陶瓷层的结构 。
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