PS-PVD 工艺中非视线沉积对涂层微结构的影响

等离子喷涂 - 物理气相沉积 (PS-PVD) 工艺由于具有非视线沉积效果,在加工复杂型面和多联体导向叶片表面热障涂层具有高均匀性的优势而被广泛关注。为了进一步研究 PS-PVD 高能、高速射流的非视线沉积效果,验证固定直径圆柱挡杆 (Φ22 mm) 不同距离遮蔽对平面沉积样品沉积行为的影响。结果表明：无遮蔽条件下,基体表面涂层厚度分布呈中部厚而四周薄,呈现高斯峰分布特征,涂层最大厚度为 135 μm;有遮挡条件下,涂层 厚度呈现双峰的结构特征,在 15 mm 的遮挡距离时,遮挡区域基体沉积的涂层最薄,其他遮挡距离下,涂层厚度在 0~40 μm 之间变化。对遮蔽区域位置涂层显微形貌进行分析,发现不同位置的遮蔽区域正后方,气相的速率和浓度明显降低,导致柱状结构生长时形成气相沉积为主的结构,同时扩散速率较低导致气相生长较慢;在遮蔽区域的边缘,由于遮蔽效应,涂层中的冷凝颗粒明显增多;遮蔽区域涂层厚度明显降低,且挡杆距基体距离越远,遮蔽区域的厚度分布越不规则,受射流的扰动影响越大。