【摘要】：隨著航空燃?xì)廨啓C(jī)向高流量比、高推重比、高進(jìn)口溫度的方向發(fā)展,燃燒室中的燃?xì)鉁囟群蛪毫Σ粩嘣谔岣?目前使用的熱障涂層材料YSZ已不能滿足要求,Sm2Zr2O7陶瓷因其熱導(dǎo)率低、高溫相穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),而成為新型熱障涂層候選材料。但目前關(guān)于Sm2Zr2O7納米涂層的制備以及涂層組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)化等相關(guān)研究尚不多見(jiàn)。為此,本論文開(kāi)展了含納米結(jié)構(gòu)Sm2Zr2O7噴涂粉體的制備工藝優(yōu)化,并對(duì)不同特性的Sm2Zr2O7噴涂粉體與涂層組織結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性能的影響關(guān)系進(jìn)行了深入的研究。(1)采用共沉淀-煅燒法合成Sm2Zr2O7原始粉體,在1250℃-4h煅燒條件下粉體的晶粒尺寸為60-100nm。通過(guò)噴霧干燥工藝對(duì)Sm2Zr2O7原始粉體進(jìn)行造粒處理,優(yōu)化造粒工藝后獲得粒徑集中在40-50μm之間且可調(diào)可控的Sm2Zr2O7球形團(tuán)聚體。經(jīng)1100℃-2h燒結(jié)后,團(tuán)聚體晶粒尺寸為60-120nm,松裝密度與流動(dòng)性分別為1.51g/cm3、42s/50g。進(jìn)一步采用等離子球化工藝對(duì)團(tuán)聚體進(jìn)行了致密化處理,形成了心部晶粒保持在100-200nm,外緣1-3μm厚的殼層團(tuán)聚體,其松裝密度與流動(dòng)性分別為2.6g/cm3、35s/50g。等離子球化處理可有效提高團(tuán)聚體的致密度和內(nèi)聚強(qiáng)度。(2)對(duì)比不同范圍粒徑的燒結(jié)團(tuán)聚體制備涂層的微觀組織,發(fā)現(xiàn):小尺寸窄范圍團(tuán)聚體在等離子射流中受熱更均勻、充分,熔化狀態(tài)更好,涂層孔隙率更低。(3)采用微米晶燒結(jié)團(tuán)聚體制備涂層,微觀組織主要為致密的柱狀晶,涂層結(jié)合強(qiáng)度為31.5MPa,較納米晶燒結(jié)團(tuán)聚體提高近一倍。這主要是由于微米晶粒燒結(jié)程度高,晶間更致密,在等離子射流中傳熱充分,晶粒均勻長(zhǎng)大形成致密的組織。采用致密度與內(nèi)聚強(qiáng)度更高的等離子球化粉體制備涂層,微觀組織由致密的納米-微米雙態(tài)結(jié)構(gòu)組成,涂層結(jié)合強(qiáng)度提高為43.5MPa,其熱導(dǎo)率與YSZ相比降低了約38%。這主要是由于高致密度、規(guī)則球形團(tuán)聚體在等離子射流中熱傳導(dǎo)更好,顆粒熔化改善,涂層層間結(jié)合更致密。(4)采用高能等離子噴涂制備涂層,得到層間搭接極為致密的柱狀晶組織,結(jié)合強(qiáng)度提高到57.1MPa。這主要是由于高能等離子射流的高溫、高速特性,使得團(tuán)聚體熔化更好的同時(shí)與基體產(chǎn)生高速的撞擊,提高了涂層的界面結(jié)合力。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TB306

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前1條

1 張玉娟,孫曉峰,金濤,趙乃仁,管恒榮,胡壯麒;大氣等離子噴涂的YSZ納米熱障涂層的微觀結(jié)構(gòu)[J];金屬學(xué)報(bào);2003年04期

，

本文編號(hào)：2470986