大气等离子喷涂ZrO2与Sm2Zr2O7热障涂层的残余热应力分析

采用ANSYS软件计算了等离子喷涂Sm2Zr2O7和ZrO2涂层的残余热应力,并与涂层部分性能实验结果进行了对比.结果表明:在两涂层表面存在较大的径向残余热应力,该应力随径向距离的增加而增大,并在试样边沿处急剧下降.在表面陶瓷层与金属粘结层界面处存在较大的径向拉应力和剪切压应力,二者同样随径向距离增加而减小,并在试样边沿处急剧下降,而轴向应力在边沿处急剧递增.Sm2Zr2O7,涂层的残余应力大于ZrO2涂层,较大表面径向应力使得Sm2Zr2O7涂层表面存在较为宽大的显微裂纹,界面处较大的残余应力使得Sm2Zr2O7涂层结合强度下降,计算结果与实验吻合良好.     

等离子喷涂纳米ZrO_2功能梯度热障涂层的孔隙结构

采用大气等离子喷涂技术制备了纳米ZrO2功能梯度热障涂层,采用定量金相分析技术分别研究了表面陶瓷层、中间层及界面处的孔隙率、孔隙尺寸和孔隙形状.结果表明:各区域的孔隙率、孔隙尺寸和孔隙形状系数服从各自相似的概率分布;界面处孔隙率最高为6.87%,表面陶瓷层和中间层孔隙率略低;涂层中尺寸在1μm以下的孔隙数量最多,约占65%;孔隙大多呈等轴状,所占比例在70%～73%之间.     

热障涂层用稳定ZrO2基陶瓷材料研究现状

综述了氧化物稳定的热障涂层用ZrO2陶瓷的研究现状．氧化物稳定ZrO2陶瓷材料主要适用于在1000℃左右工作的热障涂层,而不宜用作新型高温热障涂层表面陶瓷层材料．随着航空发动机技术的发展,稀土铈酸盐陶瓷材料有望替代氧化物稳定的ZrO2陶瓷．根据声子导热理论和晶体化学原理,选用合适的氧化物对稀土铈酸盐陶瓷材料进行掺杂,可进一步降低其热导率并改善热膨胀系数,这将为热障涂层技术应用开辟广阔的空间．     

大气等离子喷涂Sm_2Zr_2O_7热障涂层拉伸断裂机制

采用扫描电镜(SEM)和X射线衍射技术研究了大气等离子喷涂Sm2Zr2O7热障涂层的拉伸断裂机制.结果表明,涂层主要从靠近表面陶瓷层/金属粘结层界面处的陶瓷层内部断裂,部分从表面陶瓷层/金属粘结层界面处断裂.涂层内部熔融颗粒之间结合得不牢固及显微裂纹是涂层从陶瓷层内部断裂的主要原因,陶瓷层/金属粘结层界面处的疏松组织造成涂层部分从其界面处断裂.     

Sm2(Zr0.9Ce0.1)2O7陶瓷的溶胶凝胶法制备及热导率

以Sm2O3,ZrO(NO3)2.2H2和Ce(NO3).6H2O为原料,采用溶胶凝胶法制备了Sm2( Zr0.9Ce0.1 )2O7陶瓷材料.用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM)技术研究了样品的相组成和微观组织,用激光脉冲法测试了样品的热扩散系数.结果表明,采用溶胶凝胶成功制备了具有单一的萤石结构的Sm2 (Zr0.9 Ce0.1)2O7纳米粉体,其颗粒大小均匀,但团聚较为严重,其平均热导率仅为YSZ陶瓷的70％,较低热导率表明该材料有潜力用作新型热障涂层用陶瓷材料.     

等离子喷涂Sm2Zr2O7/NiCoCrAlY功能梯度热障涂层的热冲击性能

采用有限元法计算了涂层结构、材料成分等对等离子喷涂Sm2Zr2O7/NiCoCrAlY功能梯度热障涂层热冲击性能的影响。结果表明:径向热应力在试样边沿急剧降低,而轴向热应力在边沿处发生从压应力向拉应力的突变;从基体至涂层表面,涂层中的径向冲击热应力逐渐增大,增加涂层层数可缓解热应力;材料组成对涂层的冲击热应力影响不明显。所研究的1357功能梯度热障涂层具有最好的抗热冲击性能。     

提高等离子喷涂热障涂层隔热性能的方法

为进一步提高等离子喷涂热障涂层的隔热性能,对陶瓷材料的导热理论及热障涂层的热导率进行了研究.提出了包括寻求新型热障涂层陶瓷材料、添加掺杂剂、制备纳米涂层及双陶瓷层热障涂层等能够改善等离子喷涂涂层隔热性能的方法;并指出,采用等离子喷涂技术制备带颜色的稀土锆酸盐纳米双陶瓷层热障涂层,将会进一步改善热障涂层的隔热性能.     

等离子喷涂Sm2Zr2O7热障涂层及其性能

为研究稀土锆酸盐热障涂层的抗热震性能及隔热性能,以Sm2O3和ZrO2为原料,采用固相反应法制备了热喷涂用Sm2Zr2O7粉末,并采用大气等离子喷涂技术在LY12合金表面制备了Sm2Zr2O7热障涂层.利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等测试技术研究了Sm2Zr2O7粉末和Sm2Zr2O7涂层的微观组织结构、涂层结合强度和热导率.结果表明:制备的Sm2Zr2O7粉末主要呈短轴状,颗粒内部结合紧密,可满足热喷涂的需要;喷涂前后Sm2Zr2O7相成分没有发生任何变化,具有良好的相稳定性能;Sm2Zr2O7热障涂层组织结构致密,涂层的孔隙率约为14.31%,结合强度约为19.8 MPa;在相同的孔隙率下,Sm2Zr2O7涂层的热导率仅为YSZ涂层的37.6%和纳米YSz涂层的42.1%.     

热喷涂技术在热障涂层制备中的应用

综述了热障涂层研究及应用中的几种热喷涂技术,包括火焰喷涂、爆炸喷涂和等离子喷涂,介绍了上述几种制备技术的原理并分析了各自的特点,认为爆炸喷涂工艺、溶液注入等离子喷涂工艺在新型热障涂层制备中的应用前景广阔．     

热喷涂技术在热障涂层制备中的应用

综述了热障涂层研究及应用中的几种热喷涂技术,包括火焰喷涂、爆炸喷涂和等离子喷涂,介绍了上述几种制备技术的原理并分析了各自的特点,认为爆炸喷涂工艺、溶液注入等离子喷涂工艺在新型热障涂层制备中的应用前景广阔．