大氣等離子噴涂7wt.﹪y,2o,3zro,2涂層的工藝及性能研究

1、北京工業(yè)大學碩士學位論文大氣等離子噴涂7wt.%YO-ZrO涂層的工藝及性能研究姓名：紀小健申請學位級別：碩士專業(yè)：材料加工工程指導教師：栗卓新20090501A B S T R A C TA B S T R A C TY t t r i a s t a b i l i z e dz i r c o n i a ( Y S Z ) c o a t i n gh a se x c e l l e n tt h e r m a l b a

2、r r i e rp r o p e r t i e s ，g o o d s t a b i l i t ya n d a b r a s i o nr e s i s t a n c ea th i g ht e m p e r a t u r e ，t h e r e f o r e i t h a s b e e nw i d e l yu s e d i nt h eg a s t u r b i n ea n d s o m

3、 ec o m p o n e n t so p e r a t i n gi nh i g h - t e m p e r a t u r e c o n d i t i o n ．I nt h i s p a p e r ，f o u rp r i n c i p a ls p r a y i n g p a r a m e t e r s w e r es e l e c t e d a n do p t i m i z e d

4、b yo r t h o g o n a le x p e r i m e n t a ld e s i g n , n a m e l y ，s t a n d - o f fd i s t a n c e ，p o w e ri n p u t ，p r e h e a t i n gt e m p e r a t u r e a n d p o w d e rf e e dr a t e ，a n dt h e i r i n f

5、 l u e n c e so nt h eZ r 0 2c o a t i n g ’Sb o n ds t r e n g t h ，p o r o s i t y a n dd e p o s i t i o nw e r e s t u d i e d ．F u r t h e r m o r e ，t h r e e d i f f e r e n t Z r 0 2p o w d e r s w e r e s e l e

6、c t e da n d t h r e e p o w d e r 蝎e c t i o n d i r e c t i o n sw e r ec o M P a r e d ，a n d t h e i ri n f l u e n c e so nt h e c o a t i n g ’Sm i c r o s t r u c t u r e s ，p r o p e r t i e sa n dd e p o s i t i

7、 o nw e r es t u d i e d ．F i n a l l y ，t h et h e r m a ls h o c k r e s i s t a n c ep r o p e r t yW a s s t u d i e d f o re v a l u a t i n gt h e c o a t i n g ’Sp e r f o r m a n c e ．T h e f a i l u r e m o d e

8、s W a s a n a l y s e dp r e l i m i n a r i l y ．1 1 1 c r e s u l t si n d i c a t e dt h a tu n d e r t h ei n v o l v e dc o n d i t i o n s ，t h es t a n d - o f f d i s t a n c ea n dp o w e r i n p u tp l a y e dm

9、 o s ti m p o r t a n t r o l ei nb o t ht h eb o n d s t r e n g t ha n d t h e p o r o s i t yo ft h ec o a t i n g ，w h i c h s h o w e da r e v e r s et r e n d ．W h e n t h es t a n d - o f f d i s t a n c ec h a n

10、g e d f r o m6 5 r a m t o15 0 m m ，t h e b o n d s t r e n g t h o f t h ec o a t i n gr e d u c e d f r o m 5 6 ．7M P a t o4 4 ．4M P a ,p o r o s i t y i n c r e a s e df r o m5 ．5 3 ％t o7 ．5 7 ％a n dd e p o s i t i o

11、ne f f i c i e n c yr e d u c e d f r o m3 0 ％t 01 1 ．3 ％．W h e n t h es p r a y i n gc u r r e n t c h a n g e df r o m 5 0 0 A t o6 5 0 A ，t h eb o l l d s t r e n g t ho f t h ec o a t i n gi n c r e s e df r o m5 0 ．

12、3M P a t o5 9 ．6M P a , p o r o s i t y d e c r e a s e df r o m 7 ．7 5 ％t o6 ．9 ％a n dd e p o s i t i o ne f f i c i e n c y c h a n g e d f r o m2 9 ．2 ％t o4 4 ．8 ％．W h e ng a s - f l o wr a t ec h a n g e d f r o m 4

13、0 L ．m i n “ 1t o8 0L ·m i n ～，t h ed e p o s i t i o ne f f i c i e n c yc h a n g e d f r o m3 9 ．6 ％t o2 5 ％，b u ti t h a sac o m p l i c a t e di n f l u e n c eo nt h eb o n d s t r e n g t ha n dp o r o s i t

14、yo f t h ec o a t i n g ．T h e r e s u l t so f t h e r m a ls h o c k r e s i s t a n c et e s ti n d i c a t e d t h a tt h r e e Z r 0 2 c o a t i n g s ，w h i c hh a v es a m et h i c k n e s sb u td i f f e r e n tm

15、 i c r o s t r u c t u r e s ，h a v ed i f f e r e n tt h e r m a ls h o c k l i f e ．T h ec o a t i n g w h i c h h a s a p r o p e rp o r o s i t y ( 6 ．7 8 ％：t ：0 ．9 4 ) e x h i b i t e dt h eb e s tp e r f o r m a n

16、c eo n t h e r m a l s h o c k r e s i s t a n c e t e s t ( 1 2 t i m e s ) ，t h e c o a t i n g w h i c h h a s t h e h i g h e s tp o r o s i t y ( 1 0 ．0 0 ／社1 ．8 ) h a s t h e l o w e s tt h e r m a ls h o c k l i f

17、 e ( 6t i m e s ) ．W i 也t h e p o w d e ri n j e c t i o nd i r e c t i o n sc h a n g e df r o m7 5o t o1 0 5o ，t h ep o w d e rf l o wh a s a s h o r t e r r e s i d e n c e t i m ea tt h eh i g ht e m p e r a t u r ep

18、 l a s m a f l a m ez o n e ，t h ep o r o s i t y o ft h ec o a t i n gc h a n g e d f r o m3 ．9 8 ％t o4 ．1 4 ％，t h eb o n ds t r e n g ho f t h ec o a t i n gc h a n g e df r o m5 8 ．1 l ～{ P a t o5 1 ．6 M P a a n d t h