CeO2添加剂对等离子喷涂ZrO2涂层抗热震性的影响

采用SEM,EPMA和热震方法,研究了CeO2添加剂对等离子喷涂ZrO2i涂层抗热震性能的影响。结果表明：当CeO2由0增加到9.0%（质量分数,下同）时,涂层的抗热震起裂次数和失效次数分别由32次和46次增加到76次和105次;继续增加CeO2,涂层的抗热震性能急剧下降。ZrO2 9.0?O2涂层在热循环中形成的网状微裂纹,不仅可降低涂层中的应力,也可提高涂层开裂的临界温差,从而可改善其抗热震性能。     

超音速火焰喷涂TiB_2-40Co金属陶瓷涂层抗热震性能

通过超音速火焰喷涂技术在不同氧气流量条件下将3种Ti B2-40Co金属陶瓷涂层喷涂在Q235钢基体表面,研究3种涂层在600℃不同热震循环次数和800℃条件下的抗热震性能。通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪对3种涂层在不同条件下热震后的表面和截面形貌及物相结构进行分析。研究结果表明,在600℃热震条件下,随着氧气流量的增加,涂层的抗热震性能降低,并在热震次数为150次,氧气流量为482 L/min时,涂层中裂纹较多且失效最快。在800℃热震条件下,3种涂层的抗热震次数明显减少,其中以氧气流量为482 L/min时涂层表面和截面产生的裂纹最多。通过对3种涂层在不同热震条件后的XRD分析发现,涂层的主要物相为Ti B2和Co两相,并发现涂层中存在一定的Ti O2氧化相。     

SiO2添加剂对8%Y2O3稳定的ZrO2涂层热震前后表面形貌的影响

在8％Y2O3稳定的ZrO2陶瓷涂层中添加SiO2，使陶瓷涂层的抗热震性能得到提高，这主要是SiO2的加入使涂层抗热震前后的表面形貌发生了很大的变化。由于ZrO2与SiO2热膨胀系数不同，使涂层利于产生细微的网状裂纹，增加了微裂纹密度和孔隙，从而降低了涂层的弹性模量，释放了涂层中的应力，使涂层的抗热震失效能力得到提高。其中，SiO2加入量为3％(质量分数)效果最佳，过量的加入，会使孔洞加大，促进裂纹的扩展、断裂，不利于提高涂层的抗热震性能。     

丙烷流量对火焰喷涂TiB_2-50Co涂层抗热震性能的影响

将在不同丙烷流量条件下采用超音速火焰喷涂技术制备的3种TiB2-50Co进行热震试验,研究3种涂层在600℃不同热震循环次数和800℃条件下的抗热震性能,通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪对3种涂层在不同条件下热震后的表面和截面形貌及物相结构进行分析,通过水淬法测试涂层的抗热震性能。结果表明,在600℃条件下,随着热震次数的增加,涂层中的表面和截面裂纹扩展随之更长而深,并在热震循环次数为150次时涂层中出现了网状或交叉裂纹;在800℃条件下,涂层热震失效循环次数明显减少,涂层中裂纹扩展更为严重,其中No.3涂层(丙烷流量为36L/min)抗热震性能最差。通过对3种涂层在不同热震条件后的XRD分析可知,涂层的主要物相为TiB2和Co两相,并发现涂层中存在一定的TiO2氧化相。     

微弧等离子喷涂制备莫来石/金属复合热障涂层

运用微弧等离子喷涂制备了莫来石/金属复合热障涂层.研究了涂层的微观结构、结合强度、隔热性能和抗热震性能.复合涂层结构为莫来石颗粒被"包裹"在金属层片状结构中;涂层的结合强度大于30 MPa.随着涂层中莫来石含量的增加,涂层的隔热性能有所提高,随涂层表面温度的升高,涂层的隔热温度也不断提高,涂层的最高隔热温度为125℃.1 150℃的水淬热震试验表明,基体变形是导致涂层失效的重要原因之一,随着涂层中莫来石含量的增加,涂层的抗热震次数先增加后减小,粉末中莫来石含量为40%的涂层的抗热震性能最好,抗热震次数最多为72次.     

Sb_2O_3对热熔敷玻璃涂层性能的影响

采用热熔敷法在碳钢基材表面制备了耐蚀玻璃涂层,利用金相显微镜观察了涂层的表面、涂层与基体的界面,并采用落球冲击试验和热震试验研究了氧化锑添加量对玻璃涂层表面性能、耐冲击性、密着性和抗热震性的影响.结果表明,添加适量Sb2O3可改善玻璃涂层的表面性能,减少表面缺陷,促进涂层与基体间的密着,提高涂层的抗冲击性和抗热震性.当w(Sb2O3)=3%时,能有效抑制鳞爆的产生、提高涂层的光泽度,而且涂层的耐冲击性、密着性和抗热震性能也大大提高.     

锆酸镧热障涂层的热震性能研究

利用多功能微弧等离子喷涂设备在1Cr18Ni9钢基体上制备La2Zr2O、ZrO2热障涂层。研究了La2Zr2O7和ZrO2涂层在高温实验条件下的热震性能,并进行了比较。结果表明,在900℃室温水淬的实验条件下,La2Zr2O7热障涂层的热震性能较ZrO2涂层要好;在1000、1100℃下二者的热震性能相差不大。     

hBN含量对NiCr/Cr_3C_2-hBN复合涂层抗热震性能和氧化性能的影响

为了提高NiCr/Cr3C2复合涂层的摩擦性能,在涂层中加入了hBN作为固体润滑剂,研究了hBN含量对涂层抗热震性能和氧化性能的影响。采用大气等离子喷涂技术制备了hBN含量分别为0%、2.5%、5%、10%和20%的NiCr/Cr3C2-hBN复合涂层,并研究了复合涂层在700、800和850℃的抗热震性能和在850℃的恒温氧化性能。结果表明:NiCr/Cr3C2-hBN复合涂层呈层状结构,各层之间结合良好;所有涂层在700、800和850℃水淬10次均未出现明显的裂纹和脱落现象,涂层抗热震性能均良好。涂层的氧化增重随着hBN含量的增加逐渐增大,96h后NiCr/Cr3C2-20%hBN涂层氧化非常严重。在850℃时,所有涂层的氧化动力学曲线均遵循抛物线规律。     

热喷涂纳米结构La_2Zr_2O_7(LZ)/8YSZ双陶瓷热障涂层

为了满足发动机以及涡轮机越来越高的性能要求,双陶瓷热障涂层逐渐取代单陶瓷层的8YSZ涂层,成为可以长期使用温度高于1 200℃的新型陶瓷涂层。采用等离子喷涂方法制备了La2Zr2O7(LZ)/8YSZ双陶瓷热障涂层,并同时制备了微米结构和纳米结构的单层8YSZ陶瓷涂层作为对比。通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜研究了粉体喂料和涂层的组织结构。采用对偶拉伸试验法、水淬方法和日本工业标准等研究了涂层的结合强度、隔热效果、热震行为以及高温抗氧化行为。结果表明,与单层的8YSZ陶瓷层相比,双陶瓷型n-LZ/8YSZ涂层的隔热效果提高了35%,热震次数增加了一倍,热氧化失效时间延长了100多小时,具有较佳的隔热效果、抗热震性能以及抗高温氧化性能。     

等离子喷涂ZrO2热障涂层的抗热震性能研究

采用等离子喷涂方法在304不锈钢表面喷涂NiCoCrAIY2O3+(ZrO2+7%Y2O3)陶瓷热障涂层,模拟航空发动机涡轮叶片工作环境,研究涂层在加热和空气冷却条件下的抗热震性能.结果表明:喷涂后的涂层内部产生大量微观裂纹,随着热震次数的增加,陶瓷层内部的纵向微观裂纹通过大孔隙的连通方式逐渐在涂层内部扩展.ZrO2陶瓷喷涂后涂层主要以四方相和部分立方相组成,当涂层在热震40次时,陶瓷中的部分四方相向单斜相转变,并伴随着体积的变化,易在涂层中形成新的裂纹并加快原有裂纹的扩展.     

等离子喷涂ZrO2—NiCoCrAlY梯度热障涂层的抗热震性及失效机理

研究了ZrO2-NiCoCrAlY热障涂层的抗热震性和热震失效机理。实验结果表明,梯度热隙涂层能明显延缓热震裂纹的形成和扩展,具有较高的抗热震性。热震裂纹形成与扩展主要在粘结层与基体的界面处。随热循环次数的增加,热震裂纹可在表面陶瓷层内和陶瓷层与过渡层的界面处形成。实验表明热障涂层热震失效的过程主要是裂纹形成、扩展及涂层剥落,粘结层的氧化是导致涂层剥落失效的重要原因。     

高速电弧喷涂FeMnCr/ZrO2复合涂层组织和抗热震性能的研究

为了研究FeMnCr／ZrO2复合涂层的抗热震性能及失效机理,采用高速电弧喷涂技术在20#钢表面制备了FeMnCr／ZrO2复合涂层。利用光学显微镜（OM）、场发射扫描电子显微镜（FE—SEM）、能谱分析（EDS）等方法分析表征了复合涂层的微观组织和抗热震性能。试验结果表明：ZrO2陶瓷相以游离态团状形式存在于涂层中,游离态团状中ZrO2晶粒呈“马赛克”结构均匀分布;FeMnCr／ZrO2复合涂层热震过程中,涂层氧化起源于层间结合处,且沿着金属结晶相以“网状”形式向内扩展。热震破坏形式为涂层从基体上整体脱落,但是涂层表面无裂纹出现。     

等离子喷涂热障涂层高温风洞热震行为

采用等离子喷涂工艺制备ZrO2-8%Y2O3(质量分数,下同)陶瓷层,冷喷涂制备CoNiCrAlY粘结层,在高温燃气风洞条件下测试热障涂层的热震性能,并研究了高温氧化处理对试样热震性能的影响.结果表明,等离子喷涂热障涂层具有较好的抗热震性能,经过100次热震循环后,涂层与基体结合良好,涂层较为完整,未出现大面积的剥落;经过氧化处理后的试样抗热震性较差.     

膜基-体化耐高温蒙皮材料的制备及抗热震性能研究

采用电子束物理气相沉积技术(Electron Beam Physical Vapor Disposition, EB-PVD)通过连续蒸镀成功制备陶瓷ZrO_2涂层和以镍基合金为基体的一体化薄板材料.结果表明,ZrO_2涂层致密,具有柱状晶组织,无明显的织构存在.涂层与基体材料间有明显的成分连续梯度变化区域.抗热震性能测试结果显示,一体化材料的ZrO_2梯度涂层能明显延缓热震裂纹的形成和扩展,具有良好的抗热震性能.     

添加剂对氧化锆陶瓷抗热震性能的影响

对氧化锆陶瓷材料的抗热震性能进行了研究，探讨了A12O3添加剂的含量对氧化锆陶瓷材料的抗热震性能的影响。添加不同含量Al2O3添加剂时，氧化锆陶瓷材料的抗热震性能也随之变化，通过研究发现，添加10％Al2O3（质量分数，下同）时，氧化锆陶瓷材料的抗热震性能最好。运用XRD、SEM等手段对氧化锆陶瓷材料进行物相、微观结构方面的分析，并以此为基础对氧化锆陶瓷材料抗热震性能的影响因素进行了探讨。     

ZrO2-NiCr/Al梯度涂层的抗热震性能研究

为了研究ZrO2-NiCr／Al梯度涂层的抗热震性能，设计了4种不同的涂层方案，采用多层平板模型计算了各种方案的涂层中温度和热应力的分布。计算结果表明与其它的涂层方案相比，梯度涂层方案中应力的变化幅度较小，分布也比较缓和。还采用等离子喷涂方法制备了计算模型中设计的4种涂层方案的试样，并对试样进行了抗热震性能试验。试验和计算得到的结果是一致的，都表明采用梯度涂层方案时有较好的抗热震性能。     

Thermal Shock Property of Al/Ni-ZrO2 Gradient Thermal Barrier Coatings

Al/Ni-ZrO2 gradient thermal barrier coatings are made on aluminum substrate using plasma spraying method and one direction thermal shock properties of the coatings are studied in this paper. The results show that pores in coatings link to form cracks vertical to coating surface. They go through the whole ZrO2 coating once vertical cracks form. When thermal shock cycles increase, horizontal cracks that result in coatings failure forms in the coatings and interface. And vertical cracks delay appearance of horizontal cracks and enhance thermal shock property of coatings. Failure mechanisms of coating thermal shock are discussed using experiments and finite element method.     

Thermal Shock Property of Al/Ni-ZrO_2 Gradient Thennal Barrier Coatings

THERMAL BARRIER COATINGS can holdbackintrusion of high temperature,high heat to increaseapplied temperature and life of substrate metal parts,and have been applied on heat position of rocket,satellite,aero engine and gas engine"31.But thermalstresses are produced during thermal shock due tomismatch of thermal properties between ceramiccoatings and substrate metal,therefore thermal shockproperties of coatings are very poor.Gradient thermalbarrier coatings make materials gradually chang…