大氣等離子噴涂納米結(jié)構(gòu)YSZ涂層組織及性能研究.pdf

1、本文采用大氣等離子噴涂技術(shù)，以Ar-He-H2為工作氣體，通過改變電弧電流來控制納米YSZ團(tuán)聚粉末在射流中的熔化程度，成功獲得了具有不同納米結(jié)構(gòu)含量的二元結(jié)構(gòu)YSZ涂層。采用水淬法對獲得的納米結(jié)構(gòu)YSZ涂層進(jìn)行抗熱沖擊性能實(shí)驗(yàn)，探究了納米結(jié)構(gòu)含量對YSZ涂層熱循環(huán)壽命的影響，并與在同等條件下采用傳統(tǒng)微米級粉末獲得的常規(guī)YSZ涂層進(jìn)行對比。最后，將不同納米結(jié)構(gòu)含量的涂層在1300℃條件下保溫10小時(shí)，進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)實(shí)驗(yàn)，研究納米結(jié)構(gòu)涂層在高

2、溫下的熱穩(wěn)定性。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴采用納米YSZ團(tuán)聚粉末獲得的涂層主要由完全熔化的納米團(tuán)聚粉末形成的熔化區(qū)域和部分熔化或者未熔化的納米團(tuán)聚粉末顆粒形成的納米結(jié)構(gòu)區(qū)域組成。采用Ar-He-H2氣體在300A、400A、500A的條件下獲得的YSZ涂層的納米結(jié)構(gòu)體積百分含量分別約為46.5％、40％、31％。⑵納米結(jié)構(gòu)以及常規(guī)YSZ涂層主要由四方相(t-ZrO2)和非平衡四方相(t'-ZrO2)組成。納米結(jié)構(gòu)YSZ涂層的維氏

3、顯微硬度Weibull分布曲線均呈現(xiàn)出雙態(tài)（二元）分布，而常規(guī)YSZ涂層的維氏顯微硬度Weibull分布曲線均呈現(xiàn)出單一分布，證明了用納米團(tuán)聚粉獲得的涂層具有典型的二元結(jié)構(gòu)特征。⑶涂層抗熱沖擊性能實(shí)驗(yàn)中:涂層中的納米結(jié)構(gòu)含量太高或者太低，均不能表現(xiàn)出良好的抗熱沖擊性能。當(dāng)納米結(jié)構(gòu)含量適中（40％左右）時(shí)，涂層有著良好的抗熱沖擊性能;當(dāng)納米結(jié)構(gòu)含量較低（31％左右）時(shí)，失效位置主要發(fā)生在陶瓷涂層與粘接層之間。當(dāng)納米結(jié)構(gòu)含量較高（46.5％