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仿生自愈合热障涂层的设计制备及性能研究

热障涂层；自愈合；热震性能；激光改性

受自然界生物自愈合功能特性的启发，设计并制备具有自愈合功能的仿生热障涂层，并对热障涂层的抗热震性能进行研究。通过添加自愈合剂，利用Nd：YAG激光器对热障涂层表面进行合金化处理，同时考察仿生自愈合热障涂层在1000℃下的热循环行为。结果表明，随着自愈合剂含量的增加，仿生自愈合热障涂层中的t'-ZrO2含量逐渐减少，仿生单元体中的垂直裂纹也逐渐减少。仿生自愈合热障涂层的热循环寿命明显长于原始涂层，是原始涂层的3.1倍。一方面，致密的柱状晶结构和垂直裂纹可提高涂层的应变容限；另一方面，自愈合剂在高温下发生氧化反应实现裂纹自愈合效应，最终提高了涂层的抗热震性能。