由于氧化釔穩(wěn)定氧化鋯（yttria-stabilized zirconia,YSZ）陶瓷具有高熔點、低熱導率、高的熱膨脹系數、化學性質穩(wěn)定等特點,作為性能良好的隔熱涂層,廣泛應用于航空、航天、能源等諸多領域。為了與裝備性能不斷發(fā)展的需求相適應,對YSZ隔熱涂層性能進行不斷的探索與優(yōu)化成為相關領域的重要研究方向。本研究使用大氣等離子噴涂技術,噴涂5wt.%Y2O3-ZrO2和8wt.%Y2O3-ZrO2納米團聚粉,成功制備了 5YSZ和8YSZ涂層,對原始涂層進行了觀察和對比。為對比5YSZ和8YSZ涂層的耐高溫性能,將兩種涂層在1400℃下進行熱處理,對比5YSZ和8YSZ涂層在熱處理后的微觀結構、維氏硬度、相組成、隔熱性能區(qū)別,分析了高溫對涂層組織、性能產生的影響。研究中還采用冷熱循環(huán)的方式進行了抗熱震實驗,討論了熱震后YSZ涂層失效的原因。實驗結果表明,采用375A的噴涂電流獲得了二元結構的5YSZ和8YSZ涂層,涂層中的納米區(qū)域含量分別為50%±1%和52%±1%。原始YSZ涂層由t+t’相組成,1400℃熱處理引起YSZ發(fā)生t→m相變,5YSZ和8YSZ涂層中m相的含量隨熱處理... 

【文章來源】：大連海事大學遼寧省 211工程院校

【文章頁數】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３大氣等離子噴涂設備??Ｆｉｇ．?１．３?Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ?ｐｌａｓｍａ?ｓｐｒａｙｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ??

?大連海事大學碩士學位論文???２實驗材料、設備及方法??２．１實驗材料及噴涂參數??２．１．１實驗材料??實驗選用北京桑堯公司生產的５評１，％丫２０３－２『０２和８ｗｔ．％Ｙ２０３－Ｚｒ０２納米團聚粉，作??為制備ＴＢＣｓ陶瓷頂層的粉末原料，廠家提供ＹＳＺ粉末的粒徑均為￡１５０＝６５＾１１，其表面??形貌及粒徑分布如圖２．１所示。．采用Ｈ．Ｃ．Ｓｔａｒｃｋ公司生產的ＮｉＣｒＡｌＹ合金粉末，作為制??備ＴＢＣｓ粘結層的粉末原料，ＮｉＣｒＡｌＹ粉末粒徑為２２－４５＾ｍ，其表面形貌及粒徑分布如??圖２．２所示。５ＹＳＺ和８ＹＳＺ納米團聚粉的ＸＲＤ圖譜如圖２．３所示。選用尺寸為（［）２〇ｘ?ｌ〇ｎｉｎｌ??的圓柱狀Ｉｎｃｏｎｅｌ７１８高溫合金，作為制備ＴＢＣｓ的高溫合金基體。另外準備低碳鋼板用??于直接沉積ＹＳＺ涂層。用于沉積涂層的高溫合金和低碳鋼基體材料，首先對表面進行??噴砂處理，以除去基體表面雜質，并增加其表面粗糙度，使涂層能更好地與基體結合。??噴砂機使用的砂粒選用２４＃棕剛玉，噴砂壓力約為０．７５ＭＰａ。噴砂后將基體放入酒精中??超聲清洗除油，將基體取出后應當盡快進行等離子噴涂操作。??畫Ｅ國??＾?ＨｓｒｔｉｃｉＧ?ｓｉｚ６?＇?ｐｍ??圖２．１?ＹＳＺ納米團聚粉末的（ａ）低倍率（ｂ）高倍率表面形貌照片（ｃ）粒徑分布??Ｆｉｇ．?２．１?Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｏｉｐｈｏｌｏｇｙ?ｐｈｏｔｏｇｒａｐｈｓ?ｏｆ?ｎａｎｏ－ａｇｇｌｏｍｅｒａｔｅｄ?ＹＳＺ?ｐｏｗｄｅｒｓ?（ａ）?ｕｎｄｅｒ?ｌｏｗ??ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ?（ｂ）?ｕｎｄｅｒ?ｈｉｇｈ?ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ?（ｃ）?ＹＳＺ?ｐａｒｔｉｃｌｅ?

?大氣等離子噴涂納米５ｗｔ．％ＹＳＺ和８ｗｔ．％ＹＳＺ涂層的組織與性能研究???Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ??Ｉ?１?Ｉ?議?■??ｉ．＿＿１?－Ｊ＿＿ｊ??：ｉ??圖２．５壓痕法公式中各參數所代表的意義??Ｆｉｇ．?２．５．?Ｍｅａｎｉｎｇｓ?ｏｆ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?Ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ?Ｍｅｔｈｏｄ?（ＩＭ）?ｆｏｒｍｕｌａ??２０??

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]空氣等離子噴涂納米氧化鋁涂層組織、性能研究[D]. 蔡林.大連海事大學 2019
[2]等離子噴涂納米及微米氧化鋁涂層的制備與性能研究[D]. 熊璇玥.大連海事大學 2018
[3]大氣等離子噴涂納米結構YSZ涂層組織及性能研究[D]. 劉洪軍.大連海事大學 2017
[4]等離子噴涂納米結構熱障涂層組織結構與殘余應力分析[D]. 王亮.哈爾濱工業(yè)大學 2008



本文編號：3224414