等离子喷涂ZrO2-NiCoCrAlY梯度涂层的界面强化热处理工艺

在大气条件下经高温长时间保温后，ＺｒＯ２ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ 梯度涂层中的ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ 组元发生严重氧化， 形成大量的ＮｉＯ， Ａｌ２Ｏ３ 和Ｃｒ２Ｏ３ 等氧化物， 导致ＺｒＯ２ 表面层中产生粗大网状裂纹， 并最终导致ＺｒＯ２ 表面层碎裂而失效。对梯度涂层进行（９００ ℃） 保温（８ ｈ） 的真空热处理后， 涂层完好无损， ＮｉＣｏＣｒＡｌＹ 底层与ＴＣ４ 基体发生了冶金化学反应， 在涂层与基体界面形成了含ＮｉＴｉ， ＮｉＴｉ２ 和ＴｉＡｌ３ 等化合物的反应层， 涂层的抗热震性能得以显著地提高     

梯度热障涂层热冲击性能研究

采用等离子喷涂的方法，分别获得了２ｍｍ ＺｒＯ２－ＮｉＣｒＡｌ和ＺｒＯ２－Ｎｉ／Ａｌ系梯度热障涂层。热冲击实验结果表明，两种涂层具有不同的失效机理。ＺｒＯ２－ＮｉＣｒＡｌ系的失效是由于基于基体氧化引起的涂层整体脱落；而ＺｒＯ２－Ｎｉ／Ａｌ系的失效是支径向裂纹扩展到Ｎｉ／Ａｌ底层氧化共同作用的结果。     

热障涂层研究进展

综述了热障涂层的设计思想和工作原理、部分稳定氧化锆陶瓷面层成分的选择、热障涂层制备方法及ＡＰＳ和ＥＢ－ＰＶＤ制备热障涂层的典型结构，分析热障涂层高温氧化等引起涂层破坏的因素。     

热障涂层的破坏方式及影响因素

为提高涡轮发动机前燃气进口温度或加力燃烧室温度而采用的热障涂层技术是近年来国际高温涂层领域最活跃的研究课题之一，并且在西方的一些先进发动机上采用了热障涂层技术。然而试验或使用结果表明，热障涂层过早剥落失效现象仍存在。热障涂层在高温下服役较长时间，其粘结层与基体将遇到高温氧化问题，使其成为热障涂层最典型的损伤模式。燃料中含Ｎａ 和Ｓ 等杂质，以Ｎａ２ＳＯ４形式沉积在高温部件上，造成热障涂层的热腐蚀。夹杂硬质颗粒的气流撞击涂层表面，可形成腐蚀。此外，外界大颗粒物体损伤热障涂层也是一个严重问题。研究热障涂层退化机制有利于指导热障涂层制备工艺，使热障涂层长期稳定使用。为此，综述了近年来有关热障涂层的退化方式及影响因素，以期报道最新的研究成果     

激光和去应力处理对陶瓷涂层抗热损伤性能的作用

本文研究了激光处理和去应力退火对等离子喷涂热障涂层抗热损伤性能的影响。利用彩色金相、扫描电镜、X射线衍射、拉伸试验,对处理前后的组织结构、抗拉强度进行了检测。结果表明:涂层经激光处理后,基体与Ni/Al界面呈铸态组织,其结合强度明显提高;去应力退火使涂层抗热损伤性能提高,尤以24wt％MgO—ZrO_2涂层效果最佳。     

H13钢基体表面热障涂层的制备与性能研究

为了提高液芯大压下轧机轧辊的使用寿命,采用等离子弧喷涂方法在轧辊材料H13钢表面制备了厚度约为0.3 mm的氧化锆热障涂层,并对其进行激光重熔处理。利用扫描电镜(SEM)观察了等离子弧喷涂热障涂层和激光重熔涂层的涂层形貌和微观结构,同时对二者的结合强度和显微硬度进行了比较分析。结果表明,激光重熔涂层的硬度和结合强度明显优于等离子弧喷涂涂层,在提高轧辊使用寿命方面有着很好的前景。     

EB-PVD热障涂层的结构演变与表面拉曼光谱特性

热障涂层被广泛应用于航空发动机和燃气轮机等高温部件,其破坏机理和无损检测手段是研究中急需解决的问题。采用EB-PVD方法制备了陶瓷层厚度分别为180、120和90μm的3组热障涂层试样,经1 000℃高温氧化0、1、10、50和100h后,用HR800激光显微拉曼光谱仪测得试样表面的拉曼光谱特性,利用扫描电镜(SEM)观测了试样内部裂纹及氧化层(TGO)厚度的演变。研究表明,EB-PVD热障涂层裂纹主要发生在陶瓷层内部及陶瓷层与粘结层的界面处,粘结层和基体界面处产生裂纹的概率相对较小;同等条件下,增大陶瓷层的喷涂厚度,可以减缓氧化层的生长速度,但是会增大陶瓷层表面应力;热障涂层表面残余应力会随着热氧化时间的增加而增大,当表面残余应力减小时表明陶瓷层中有明显的裂纹或脱落产生。     

溶液前驱体等离子喷涂热障涂层的高温稳定性

以锆盐和钇盐水溶液为原料,采用溶液前驱体等离子喷涂(SPPS)技术制备了氧化钇部分稳定氧化锆(7YSZ)热障涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱(Raman)和扫描电镜(SEM)研究了SPPS涂层在1 200~1 400℃下的相结构和微观结构稳定性。结果表明:沉积态SPPS涂层为亚稳四方相(t′),在1 200℃和1 300℃时未发生亚稳四方相(t′)向单斜相(m)的转变,在1 400℃热处理100h后出现了少量单斜相。在1 200~1 400℃下,SPPS涂层发生了不同程度的烧结现象;随热处理温度升高,SPPS涂层晶粒长大速率增加,在1 200、1 300和1 400℃热处理100h后,最大晶粒尺寸分别约为350、700和1 100nm。同时,在1 400℃下热处理100h后,涂层中仍然存在大量1μm的微孔,表明其具有较好的微孔保持能力。     

Sm_2YbTaO_7和La_2AlTaO_7的热物理性能

采用固相反应法制备了Sm_2YbTaO_7和La_2AlTaO_7氧化物,并研究了其热物理性能。Sm_2YbTaO_7和La_2AlTaO_7氧化物在20℃~1200℃范围内的平均热导率分别是0.45 W/(m·K)和1.71 W/(m·K),明显低于现役的氧化钇部分稳定氧化锆陶瓷(YSZ)。与La_2AlTaO_7相比,Sm_2YbTaO_7较低的热导率可以归因于其取代原子与基质原子之间较高的原子质量差别,Sm_2YbTaO_7较高的热膨胀系数则可归因于其A位与B位离子之间较低的电负性差别。Sm_2YbTaO_7和La_2AlTaO_7的热导率和热膨胀系数均满足热障涂层的要求,具有做为新型热障涂层表面陶瓷层材料使用的潜力。     

新型陶瓷纳米颗粒涂层提高发动机寿命

正瑞典西部大学研究人员在飞机发动机热障涂层中使用了纳米技术,这种涂层的使用寿命提高了300%。预期使用这种新热障涂层的部件将在两年内生产。为了增加飞机发动机的使用寿命,西部大学研究小组在金属部件上喷涂上热障涂层。目的是控制表层的结构,以增加其使用寿命和绝缘能力。热障涂层通过热喷涂工艺,使用