大氣等離子噴涂制備三元納米YSZ熱障涂層及性能研究.pdf

1、為了使熱障涂層能夠適應(yīng)更加惡劣的工作環(huán)境，摻雜添加劑的新型熱障涂層因其在降低涂層熱導(dǎo)率、提高熱震性能等方面具大較大的潛力而成為國內(nèi)外研究的熱點之一。本文在納米ZrO2-8wt％Y2O3中分別添加不同含量的La2O3，Nb2O5納米粉末，采用噴霧造粒工藝對其進(jìn)行團(tuán)聚并進(jìn)行高溫預(yù)處理來作為隔熱層材料，用NiCrAlY作為粘結(jié)層材料。采用大氣等離子噴涂工藝制備出三元納米ZrO2-Y2O3-MxOy熱障涂層及納米YSZ涂層。研究了添加了氧化物后

2、粉末的顆粒特性及高溫預(yù)處理對粉末的微觀形貌的影響；觀察研究了不同涂層的組織結(jié)構(gòu)并測試了涂層的一些性能；比較了不同涂層在同等邊界條件下的隔熱性能，分析了隔熱機(jī)理；通過熱震實驗研究了涂層的高溫性能。
　　 研究表明，利用納米團(tuán)聚粉末可以用大氣等離子噴涂工藝制備出具有納米結(jié)構(gòu)的熱障涂層。納米粉末團(tuán)聚顆粒具有納米結(jié)構(gòu)且滿足噴涂要求；添加的氧化物沒有對團(tuán)聚顆粒的形貌及相結(jié)構(gòu)造成影響：摻雜涂層中存在兩種組織結(jié)構(gòu)，即納米結(jié)構(gòu)組織和微米結(jié)構(gòu)組織

3、；制備的涂層的組成相主要為t相，沒有m相，這是由于較高的冷卻速率抑制了t→m的轉(zhuǎn)變；涂層具有良好的微裂紋形態(tài)和分布，且涂層中存在典型的層狀結(jié)構(gòu)和非層狀結(jié)構(gòu)這兩種結(jié)構(gòu)形式。
　　 在熱學(xué)性能方面，涂層的熱導(dǎo)率都隨溫度的升高而降低，摻雜涂層的熱導(dǎo)率低于納米YSZ涂層，說明適量摻雜La2O3，Nb2O5可以進(jìn)一步降低涂層熱導(dǎo)率；在同樣的邊界條件下，摻雜納米涂層比納米YSZ涂層具有更好的隔熱性能；熱震實驗結(jié)果表明，添加La2O3和Nb2