SiO2添加剂对等离子喷涂Al2O3涂层抗热震性的影响

通过在Ａｌ２Ｏ３陶瓷粉末中添加不同数量的ＳｉＯ２，探讨其对等离子喷涂涂层抗热震性的影响。结果表明，在等离子喷涂Ａｌ２Ｏ３涂层中添加３％ＳｉＯ２后，热震起裂次数及热震失效次数均得到明显提高。其原因是适量ＳｉＯ２，能明显增加Ａｌ２Ｏ３涂层中的气孔和微裂纹。气孔尺寸均匀，直径在１～２μｍ以内，微裂纹以细网状分布于涂层薄片内。在热震过程中，气孔与微裂纹缓解涂层内应力，延缓了裂纹的扩展，故能显著提高涂层的抗震性能。但添加过量ＳｉＯ２后，由于Ａｌ２Ｏ３与ＳｉＯ２热膨胀系数差异过大，易造成应力集中，产生粗大裂纹，另外，气孔率过大，降低了抗热震性能。     

6061铝合金表面ZrO2-Al2O3复合陶瓷涂层制备与性能研究

利用微弧氧化技术在6061铝合金表面原位生长ZrO2-Al2O3复合陶瓷涂层,通过SEM、XRD及纳米压痕仪对陶瓷涂层的微观结构、相组成、硬度及杨氏模量进行分析,并对其热震及高载荷耐磨性能进行研究。结果表明:陶瓷涂层由疏松层和致密层组成,其表面分布较多微孔;陶瓷涂层主要由t-ZrO2、γ-Al2O3和α-Al2O3相组成,其维氏硬度和杨氏模量分别为19.569和307.927GPa,约为6061铝合金的8倍和3倍;此外,陶瓷涂层还具有较高的抗热震性和耐磨性。     

Al2O3–TiB2复合陶瓷涂层制备及耐液锌腐蚀性能

针对连续热镀锌生产线中浸锌零部件表面的腐蚀磨损问题,应用高能高速等离子喷涂设备制备了Al2O3-TiB2复合陶瓷涂层。测试了涂层的显微组织、显微硬度、结合强度及耐熔融锌液腐蚀性能。结果表明涂层显微组织中不存在相互贯通的孔隙、微裂纹和未熔化颗粒,孔隙分布均匀且孔径较小,孔隙率<3%。涂层与基体结合状态良好,结合强度达到56 MPa。经过30天的熔融锌液浸泡,涂层表面未见有点蚀、裂纹或剥落现象。Al2O3-TiB2复合陶瓷涂层高的致密性和较好的抗热震性能对涂层力学性能和耐熔融锌液腐蚀性能提高起到了重要作用。     

纳米SiCw晶须/ZrO2复合热障涂层的制备与性能

运用微弧等离子喷涂制备了碳化硅晶须(SiCw)掺杂部分稳定ZrO2(YPSZ)复合热障涂层(CTBCs),对涂层进行了显微组织观察、EDS分析、XRD分析和抗热震性能试验.喷涂过程中,复合粉末里的部分SiCw在高温下分解产生的气体夹杂在熔融的颗粒内形成气孔,另一部分沉积在涂层中起到降低热应力和钉扎、桥联作用.结果表明,随着粉末中SiCw含量的增加,复合陶瓷层的孔隙率呈增大趋势;复合涂层的抗热震性能优于单纯氧化锆涂层,SiCw含量为20%的复合涂层的抗热震性能最优.     

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,梯度热障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.     

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.     

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。     

高能脉冲等离子扫描电沉积ZrO2/Y2O3陶瓷涂层

用高能脉冲等离子扫描电沉积技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢表面制备ZrO2/Y2O3复合陶瓷涂层,以提高材料的抗高温氧化性能.陶瓷涂层的表面质量与多项工艺参数有关,通过不同工艺条件下获得的涂层性能对比分析优选出了满意的工艺参数,并分析了相应的作用机理.     

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。     

基质氧化物对热化学反应型氧化物陶瓷涂层耐蚀性的影响

采用热化学反应法分别以Al2O3和SiO2为基质氧化物在850℃下制备陶瓷涂层,通过对陶瓷涂层的物相分析,热震性能测试、致密性以及耐蚀性测试分析比较,确定两种基质氧化物对陶瓷涂层性能影响。结果显示:经热固化后两种涂层均产生了大量新相,增加了涂层的抗热震性能的同时新相本身具有的化学稳定性使涂层的耐酸、碱、盐能力不同程度上提升,但是由于SiO2本身的性质使涂层更致密,因此综合耐蚀性优于Al2O3基陶瓷涂层。     

CeO_2添加剂对等离子喷涂ZrO_2涂层抗热震性的影响

采用 SEM,EPMA和热震方法 ,研究了 Ce O2 添加剂对等离子喷涂 Zr O2 涂层抗热震性的影响。结果表明 :当 Ce O2 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 10 5次 ;继续增加 Ce O2 ,涂层的抗热震性能急剧下降。Zr O2 + 9.0 % Ce 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。     

等离子喷涂La2(Zr0.7Ce0.3)2O7热障涂层的抗热震性能

采用等离子喷涂制备了La₂(Zr_0.7Ce_0.3)₂O₇（LZ7C3）热障涂层,并对涂层的微观组织、相结构、成分、相稳定性、涂层热导率以及抗热震性能进行了研究.结果表明,LZ7C3涂层由单相烧绿石结构物质组成,高温稳定性较好;涂层的热导率较块材下降约20%,这是由于涂层具有较高的孔隙率所致:涂层在不同温度范围的热震寿命和失效机制不同,在室温至约1000℃间的热震寿命为116 cyc,涂层失效方式以片状剥落为主:在室温至1100℃间的热震寿命为53 cyc,涂层失效方式为片状剥落和层状撕裂;在室温至1200℃间的热震寿命为3 cyc,涂层失效方式以层状撕裂为主.     

Thermal shock behavior of nanostructured and conventional Al2O3/13 wt%TiO2 coatings fabricated by plasma spraying

The thermal shock behavior of three kinds of Al₂O₃/13 wt%TiO₂ coatings fabricated by plasma spraying was studied in this paper. One kind of those coatings was derived from conventional fused and crushed feedstock powder available commercially; the other two kinds of coatings were derived from nanostructured agglomerated feedstock powders. These two nano coatings possess moderate pores and pre-existing microcracks, they were composed of fused structure and three-dimensional net or skeleton-like structure. For conventional coatings, the pores and pre-existing cracks were bigger, sharp-point and mostly distributed between splats. Thermal shock tests for the three coatings were performed by water quenching method. Testing result showed the two kinds of nano coatings had much higher thermal shock resistance than the conventional coatings. The improved thermal shock resistance for nano coatings could attribute to their improved microstructure and crack propagation mode. The damage evolution and failure mechanism of coatings was quite different at thermal shock temperature of 650 °C and 850 °C, which was explained by a simple model. Different crack propagating modes in nanostructured and conventional coatings during thermal shock tests were due to their different microstructures in these two kinds coatings. The stress state of coating surfaces during the thermal cycles was also discussed in this paper.     

稀土盐浸泡镁合金微弧氧化膜层的制备及性能(英文)

在 K2ZrF6-Na2SiO3电解液中对 Y(NO3)3浸泡预处理的 AZ91D 镁合金进行微弧氧化处理,在镁合金表面制备 Y2O3-ZrO2-MgO 复合膜层(YSZ-MgO 膜)。运用电子显微镜(SEM)、能谱分析(EDX)、X 射线衍射(XRD)和电化学分析与高温氧化等方法研究 YSZ-MgO 膜的组成与结构、耐腐蚀性及热稳定性。结果表明,YSZ-MgO 膜主要由 Y2O3、ZrO2、MgO 和 Mg2SiO4等物相组成,和未经 Y(NO3)3浸泡的膜层(ZrO2-MgO 膜)相比,YSZ-MgO膜的厚度较小,但膜层的致密性较好,表面粗糙度较小;且腐蚀电流密度较小、开路电位较正、极化阻抗较高;在 5%NaCl 溶液中的腐蚀速率低于 ZrO2-MgO 膜的,约为 AZ91D 镁合金的 8%。YSZ-MgO 膜层比普通 ZrO2-MgO膜层具有更强的抗高温氧化性能和耐热冲击性能。     

纳米ZrO2激光重熔涂层组织与性能分析

采用金相试验、扫描电镜试验、热震试验和显微硬度试验对不同激光重熔工艺下的Y2O3部分稳定ZrO2纳米陶瓷涂层组织与性能进行研究.重点分析了涂层重熔宽度与深度、表面形貌、显微硬度和热震性能随激光比能量的变化规律.结果表明,ZrO2纳米陶瓷涂层的重熔深度和宽度随着激光比能量的增大而增加;涂层的表面成形与激光比能量密切相关;涂层的显微硬度随激光比能量的增大而升高;激光比能量对涂层热震性能的影响十分明显,当激光比能量为37.2 J/mm2时重熔涂层的热震性能最好.     

压痕—淬冷法研究LaPO4-ZrO2复合陶瓷的抗热震性能

用压痕-淬冷法测定不同LaPO4含量的LaPO4-ZrO2复合陶瓷的抗热震性能,通过扫描电镜观察不同温度热震后的裂纹扩展形态。结果表明,1550℃烧结的复合陶瓷中LaPO4含量为20vol%时,临界热震温差约为400℃,比纯氧化锆陶瓷约高出150℃。弱界面的数量和尺寸对复合陶瓷的热震性有着重要的影响。适当尺寸弱界面以及LaPO4颗粒的存在使裂纹扩展阻力增大,热震裂纹在弱界面处的偏转及分叉耗散了主裂纹扩展能,从而改善了复合材料的热震性能。     

不同涂层对304不锈钢高温防护效果的对比研究

采用溶胶凝胶法在304不锈钢表面上分别制备了SiO2、Al2O3、ZrO2防护涂层。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)对不同氧化物涂层进行了结构和形貌的表征。对比了不同氧化物涂层保护样品的高温抗氧化性、抗热冲击性以及在3.5wt%NaCl溶液中的耐电化学腐蚀性。结果表明Al2O3涂层具有很好的高温抗氧化性和耐电化学腐蚀性,而ZrO2涂层具有良好的抗热冲击性能。     

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。