石墨坩埚在高活性金属合金熔炼过程中易发生碳污染，需在其表面制备耐高温防护涂层。本研究采用新型大气长层流等离子喷涂技术，在石墨基体上制备Si/Y₂O₃涂层，系统研究了其双层结构涂层的结合强度以及在1500℃高温热暴露条件下的失效机制。本研究通过制备多结构涂层样品，结合SEM、XRD、纳米压痕、3D共聚焦显微镜及拉伸实验等表征手段，分析了涂层微观结构、力学性能、孔隙率、界面反应及断裂行为。结果表明：SiC中间层显著缓解了Y₂O₃与石墨之间的热膨胀系数不匹配，提升了涂层的抗热震性能。1500℃热暴露后，涂层发生烧结致密化，硬度和弹性模量分别提升至6.37 GPa和132.52 GPa，但热失配应力与界面热生长氧化物的生成共同导致垂直裂纹扩展与涂层剥落。SiC/Y₂O₃涂层在极端高温下的服役寿命显著优于单层Y₂O₃涂层。本研究为石墨坩埚用高温防护涂层的设计与工程应用提供了理论依据与实验支持。
 

石墨；SiC+Y2O3涂层；大气长层流等离子喷涂；热暴露；结合强度；失效机理