等离子喷涂CeO2改性La2Zr2O7纳米热障涂层高温性能研究

研究了不同Ce掺杂量对La2Zr2O7相结构稳定性的影响,确定了Ce原子掺杂量为5.45％的CeO2改性La2Zr2O7涂层（CLZ）.研究了采用大气等离子喷涂制备的涂层与原始粉末化学成分计量比偏离情况.经共沉淀制粉、喷雾干燥团聚造粒、大气等离子喷涂制备了Ce原子掺杂量为5.45％的新型纳米CLZ热障涂层,研究了涂层的长期组织结构稳定性、抗热震性以及失效机制.结果表明,CLZ涂层具有良好的长期组织结构稳定性,涂层在1150℃下热震循环寿命达到26次.涂层失效主要以层状撕裂为主.陶瓷层和粘结层热膨胀不匹配、粘结层发生氧化可能是导致CLZ涂层热震失效的主要原因.     

CeO2对不锈钢基SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层性能的影响

采用高温熔烧法于1Cr18Ni9Ti不锈钢基材表面制备掺CeO2的SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层,研究了不同含量CeO2对涂层的抗氧化性、抗热震性和硬度的影响。研究结果表明,含CeO2的不锈钢基SiO2-BaO-Al2O3-Cr2O3陶瓷涂层能有效阻止不锈钢基体的氧化增重,提高涂层的抗热震性能及硬度。本实验条件下,CeO2含量2.8%时,涂层具有最好的抗氧化性能和抗热震性能。     

氧化钆改性铈酸镧热障涂层材料设计 及涂层抗热震性能研究

La2Ce2O7(LC) 由于具有比 YSZ 更低的热导率、 更高的热膨胀系数和良好的高温相稳定性, 是一种极具前 景的热障涂层陶瓷材料。 但该材料热膨胀系数在 200~400℃温度区间存在异常下降现象, 从而引起涂层过早失效 的问题。 目前, 通过掺杂 Gd2O3 可有效解决 LC 低温段热膨胀系数下降的问题, 但是, Gd2O3 改性 La2Ce2O7 热障 涂层最优掺杂浓度及涂层性能还未见报道。 本文采用化学共沉淀法制备了三种不同浓度 Gd2O3 改性 La2Ce2O7 材 料 ((LaxGd1-x)2Ce2O7(x=0,0.1,0.2,0.3)), 研究了掺杂浓度对其热物理性能及相稳定性的影响, 采用等离子喷涂工艺 制备了(La0.8Gd0.2)2Ce2O7 (LGC)涂层, 研究了涂层的抗热震性能和涂层的失效机理。 研究结果表明： (La0.8Gd0.2)2Ce2O7 (LGC) 材料具有较低的热导率, 室温到 1400℃无相变, 并且经 1400℃长时间热处理无相变; 其制备的双陶瓷结 构 LGC/YSZ 热障涂层 1100℃热震次数可达到 109 次, 较未改性 LC/YSZ 热障涂层提升了大约 60%; 两种涂层的 失效模式相似, 均为陶瓷顶层烧结引起的片状剥落失效。     

TiB_2-50Ni金属陶瓷热喷涂层抗热震性能研究

采用超音速火焰喷涂技术在不同丙烷流量下制备了3种TiB_2-50Ni金属陶瓷涂层,并采用水淬法将3种TiB_2-50Ni涂层在600和800℃条件下进行热震试验。通过扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对在不同条件下热震后的涂层进行表面和截面形貌观察及物相结构分析。研究结果表明,在600℃热震条件下,随着热震次数的增加,不同丙烷流量制备的3种涂层的裂纹扩展更为严重,且在热震循环次数为150次时,3种涂层表面和截面中均出现了扩展较为严重的交叉裂纹。在800℃热震条件下,3种涂层热震失效的热震循环次数明显减少,并且涂层的表面和截面产生的裂纹更长更宽。通过3种涂层的热震试验进一步发现,随着丙烷流量的增加,涂层的抗热震性能逐渐降低,其中以No.3涂层(丙烷流量为42 L·min~(-1))抗热震性能最差。通过对3种涂层热震后的XRD分析发现,3种涂层热震后的主要物相为TiB_2和Ni两相,且随着在600℃热震循环次数的增加和热震温度的增加(800℃),涂层热震后产生的氧化物含量逐渐增多。     

Al2O3 含量对 YSZ 热障涂层性能的影响

Al_2O_3等氧化物对YSZ热障涂层的高温使用性能有一定的影响。本文用HVOF喷涂Ni Co Cr Al Y合金粘结层,APS喷涂YSZ陶瓷面层,制备了Al_2O_3含量为0.01~0.64wt%的YSZ涂层。比较了不同Al_2O_3含量的YSZ涂层在1100℃下的热震性能和抗烧结性能,并探讨Al_2O_3对涂层的影响机理。结果表明相较于高纯YSZ涂层,随着涂层中Al_2O_3含量升高,涂层的抗热震性能降低,且Al_2O_3促进YSZ涂层的烧结。Al_2O_3含量在小于0.01wt%-0.12wt%区间内时,对涂层抗热震和抗烧结性能有显著影响,含量继续增加至0.64%时,对性能影响减缓。显微组织观察与EDS检测结果表明涂层中Al_2O_3并未在熔融颗粒界面处偏聚,但在颗粒内部有局部偏析。由此推测,含Al_2O_3的YSZ涂层热震失效的原因可能是Al_2O_3在YSZ颗粒内部偏析,并影响涂层的烧结性能,导致裂纹容易萌生和扩展。     

复合添加剂对氧化铝陶瓷烧结性和抗热震性的影响

研究了复合添加剂MnO2、MgO和Y2O3对Al2O3陶瓷烧结性和抗热震性的影响.试验结果表明:在复合添加剂中引入MgO和Y2O3大幅度提高了Al2O3陶瓷的致密度,促进了陶瓷的烧结,提高了材料的强度.Al2O3陶瓷的抗热震性能也得到提高,当MgO和Y2O3的含量为0.5%时,Al2O3陶瓷的临界热震温差在300℃左右,抗热震性能大大提高;继续增加MgO和Y2O3的含量,其抗热震性有所降低.添加复合添加剂的Al2O3陶瓷的抗热震性受到细晶强化和气孔的共同控制,对抗热震性提高的主要贡献为细晶强化,但气孔也会影响其抗热震性.     

等离子喷涂La_(0.8)Ca_(0.2)CrO_3高发射率涂层研究

本文以氧化镧、氧化钙、氧化铬为原料,按分子式La0.8Ca0.2Cr O3进行配料,球磨后,采用固相合成法制备原始粉末,再经喷雾干燥处理,将其制备成团聚体粉末,并将粉末粒度分布范围控制在20~60μm,采用等离子喷涂法在高温合金基体表面制备高发射率涂层。采用IRE-2型红外辐射仪对其全波段发射率进行了测试,利用XRD对涂层的相结构进行了分析,并对涂层的金相、结合强度及抗热震性能进行了测试。结果表明,所制备的La0.8Ca0.2Cr O3涂层结合强度为21MPa,孔隙率为14.8%,在600~800℃高温范围内,其全波段发射率可达0.87~0.88,同时,该涂层试样经1100℃~室温水热震10次后没有发生剥落失效现象,涂层具有良好的抗热震性能。     

粘结底层对氧化钇稳定的氧化锆涂层抗热震性能的影响

采用大气等离子喷涂设备,在316不锈钢基体上喷涂Metco204NS、KF-231和LF441三种8Y2O3/ZrO2粉体,研究不同底层材料对涂层抗热震性能的影响。结果表明：在无粘结底层的情况下,三种粉体的涂层只经受数次热震,即产生剥落或龟裂;采用铝包镍粉打底,三种涂层的抗热震性有明显改善,而采用NiCoCrAlY粘结底层,各涂层的抗热震性能达到最佳结果,但三种粉体的涂层又有不同的表现：METCO204NS最差,LF441涂层即使经受130次热震,依然完好。     

等离子喷涂氧化铝涂层的结构与性能研究

采用等离子喷涂技术 ,在 Fe Cr Al RE合金基体表面制备铝钛涂层和氧化铝涂层 ,与浸渍法制备的氧化铝涂层进行比较。利用 XRD、SEM、BET和超声振动等分析测试技术 ,对涂层的微观结构与表面特性进行研究。结果表明 ,加入适量的 Ce O2 、L a2 O3 、Zr O2 、Si O2 后 ,氧化铝喷涂涂层的表面组成相主要保持为 γ- Al2 O3 ,其蜂窝状多孔结构上堆积了大量弥散分布的纳米微粒 ;这种复合结构既保证了涂层与载体牢固的结合 ,表现出优于氧化铝浸渍涂层的抗振性与抗热震性 ,又使得涂层的几何比表面达到 32 .1m2 / g,大大超过铝钛喷涂涂层。因此 ,可用等离子喷涂工艺制备氧化铝涂层 ,作为承载活性组分的分散层 ,用于摩托车的金属载体排气催化剂     

纳米氧化铝改性VW75镁合金微弧氧化陶瓷层抗热震性能研究

为提高VW75镁合金在实际服役条件下的使用效能,以硅酸盐碱性溶液(Na_2SiO_3-NaOH)为基础电解液,对合金表面进行微弧氧化处理,并通过添加纳米氧化铝(α-Al_2O_3)对膜层进行改性,优化其组织结构,考核改性前后陶瓷层的抗热震性能。利用数字式涂层测厚仪、扫描电子显微镜(SEM)和金相显微镜(OM)表征改性前后陶瓷层厚度、表面微观组织特征以及热震循环过程中陶瓷层开裂及剥落情况。结果表明:纳米氧化铝改性陶瓷层厚度及致密度增加,表面有明显的"自封孔"现象,孔隙率及孔径减小。热震试验发现,改性后陶瓷层在热震初期(热震循环60次)有较好的抗热震性能,较未改性陶瓷层有优势;陶瓷层在热震循环过程中,致密层与疏松层热膨胀系数差异及内部反应物积累产生的应力共同作用,使陶瓷层内部产生裂纹并扩展,膜层失效。     

Effects of Additive CeO_(2) on Thermal Shock Resistance of Plasma- Sprayed Cr_(2)O_(3) Coating

The influence of CeO2with different content on the thermal shock resistance of plasmasprayed Cr2O3 coating was investigated. The thermal shock failuremechanism of coating was alsostudied. It is found that the thermal shock failure mechanism ofcoating is thermal stress fatiguedestruction, and the destructiontakes place at interface of ceramicand bond coating. The experimental results show that the lifetime ofcoating fracture and failure increase considerably when 3% CeO2is added into the plas…     

铈锆酸镧涂层高温时效行为和热震性能研究

采用等离子喷涂制备了铈锆酸镧涂层,采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、图像分析法等研究了喷涂功率对沉积态涂层表面和截面微观结构、孔隙率等的影响规律,研究了涂层在1200℃、1300℃高温100h时效下相稳定性、微观结构、孔隙率的变化,比较了不同喷涂功率涂层的抗热震性能。研究结果表明:随着等离子喷涂功率的增加,喷涂过程中半熔融颗粒比例减小,涂层的孔隙率减小。涂层经1200℃、1300℃高温保温100 h后仍然具有单一的烧绿石结构,随着热处理温度升高,涂层孔隙率减小。研究了不同功率喷涂的涂层从1250℃到冷水中的热震行为,失效机制分析表明:陶瓷层与粘结层热应力不匹配造成陶瓷层底部产生裂纹是导致涂层失效的主要方式。     

不同显微结构Yb2Si2O7环境障涂层的抗热震性能研究

采用低压等离子喷涂工艺(LPPS)在SiCf/SiC复合材料表面依次制备了Si底层、Mullite中间层和Yb2Si2O7面层的环境障涂层.通过不同的喷涂参数分别制备出层状结构和层柱混合结构的Yb2Si2O7面层,并考察面层结构对环境障涂层抗热震性能的影响.结果表明,所制备的两种面层涂层均具有孔隙率低、界面结合紧密的特...     

Effects of incorporation of micro and nano Al2O3 layers on thermal shock behaviour of YSZ thermal barrier coatings

In the present paper, thermal shock behaviour of usual YSZ and layered composite TBCs was evaluated. The layered composite TBCs used in this study were YSZ/micro Al₂O₃ and YSZ/nano Al₂O₃ in which Al₂O₃ was as a topcoat on the YSZ layer. In addition, coating microstructures were investigated using scanning electron microscope; EDS and X-ray diffraction techniques before and after thermal shock test. The results showed that incorporation of a nano Al₂O₃ oxygen barrier layer caused better thermal shock resistance, while micro Al₂O₃ layer on the top of YSZ sample resulted in sooner coating failure, compared to the usual TBC coating. Also, the thermal shock behaviour and failure mechanism of mentioned coatings were investigated.     

大型船舶柴油机气缸套再制造中涂层设计及性能研究

针对大型船舶柴油机气缸套内壁的失效机理,本文设计及制备了3Cr13高速电弧喷涂层、NiCr-Cr3C2及NiWC25亚音速火焰喷涂层。分析了不同涂层的性能,重点探讨了涂层磨损机理。研究表明:3Cr13涂层相对另两种涂层组织致密,结合强度及显微硬度高、抗热震性能及耐磨性优异,能达到气缸套内孔尺寸修复与强化的双重作用,可望广泛应用于大型船舶柴油机气缸套的再制造中。     

超音速火焰喷涂NiCrAlY-Y2O3金属陶瓷涂层抗结瘤性能研究

以NiCrAlY和Y2O3粉末为原料通过两种工艺分别制备出团聚烧结和混合型NiCrAlY-Y2O3金属陶瓷粉末,研究了该两种用于热喷涂给料粉末的颗粒形貌及粉末性能.使用该两种粉末及一种商用CoCrAlY-Y2O3通过超音速火焰喷涂(HVOF)在不锈钢基体上制备厚度约为100um的涂层。研究了涂层的孔隙率及抗热冲击能,将四种热喷涂涂层在高温下与MnO,Fe3O4及含锰碳钢进行接触反应后对它们的抗结瘤性能进行了相对的静态比较,结果表明,团聚烧结NiCrAlY-Y2O3涂层具有较好的抗锰氧化物的结瘤,而抗铁氧化物结瘤性能差。团聚烧结金属陶瓷涂层比混合型陶瓷涂层具有更好的抗氧化物结瘤性能。     

Effect of Al2O3 on Structure and Wearability of Composite Coating

Asasurface strengtheningtechnology ,thether malsprayhasevolvedfromearlynormal protectivecoatingtocurrentfunctionalcoating .Thedevelopmentofcompositepowderisanimportantbreakthroughinthisfield .Particularly ,thenewlydevelopedmetal basedceramiccoatings ,such…