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。     

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。     

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掺杂对ZrO2-Y2O3纳米涂层性能的影响

在45钢基体表面等离子弧喷涂制备了掺杂不同含量CeO2纳米ZrO2涂层,运用XRD,SEM对涂层的组织结构进行了分析,测试了涂层的结合强度和显微硬度,考察了涂层与铝青铜对磨时的摩擦磨损性能．结果表明,CeO2增加了ZrO2涂层的致密性、结合强度和显微硬度．纳米ZrO2涂层中加入CeO2后,增加了ZrO2涂层／铝青铜摩擦副的摩擦系数,增强了纳米ZrO2涂层,耐磨能力．涂层与铝青铜对磨时,随着CeO2含量的增加,ZrO2涂层粘着磨损形式增强,而涂层脆性断裂脱落的趋势减轻．     

等离子喷涂纳米ZrO_2涂层均匀性及熔炼试验研究

作为石墨坩埚模具熔铸隔离涂层,火焰喷涂CaZrO3涂层在应用上存在缺陷,采用等离子喷涂方法在石墨坩埚模具表面制备均匀纳米ZrO2隔离涂层,涂层抗热震性能良好。熔炼考核后涂层光洁,未受浸蚀,涂层与基体结合良好,无龟裂、剥离。     

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.     

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.     

MoSi2/Mo涂层热震过程中界面应力分布和裂纹扩展的有限元模拟

在氢气保护下将MoSi₂/Mo涂层加热至1000 ℃,再迅速冷却至室温进行热震循环,表征了材料在热震循环过程中裂纹的演变过程并评估了MoSi₂/Mo涂层的热冲击行为。采用Abaqus软件计算了MoSi₂/Mo涂层在热冲击过程中的应力分布,讨论了热震循环中裂纹的发展过程。结果表明：Mo基体与MoSi₂涂层之间存在较高的热冲击应力,这将导致裂纹的萌生和扩展。计算结果显示：在最初的10次热震循环中,涂层产生了垂直于界面的裂纹,在界面上没有出现裂纹,涂层与基体仍结合良好;在随后的热震循环中开始出现界面裂纹,界面裂纹开始于垂直裂纹的末端区域,当垂直裂纹与界面裂纹汇聚,会导致涂层剥离和涂层失效。     

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.     

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。     

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.     

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。     

CeO2对镍基金属陶瓷复合层组织和耐腐蚀性能的影响

利用5kW CO2激光器在5Cr21Mn9Ni4N不锈钢基体表面成功熔覆了含不同CeO2量的镍基金属陶瓷复合层。研究了稀土氧化物CeO2对激光熔覆金属陶瓷复合层显微组织形态和耐腐蚀性能的影响,发现稀土氧化物CeO2能加速碳化钨颗粒的溶解,促使钨与铬形成金属间化合物;激光熔覆镍基金属陶瓷复合层的耐硫酸腐蚀能力显著翁于1Cr18Ni9Ti不锈钢;且含0．5％CeO2（质量分数）的激光熔覆层的耐腐蚀能力比含1．5％CeO2（质量分数）和不含CeO2的激光熔覆层都要强。