發(fā)布時間：2021-07-05 16:50

　　鎂合金表面采用大氣等離子噴涂（Atmospheric plasma spraying,APS）技術(shù)直接制備 NiCrAlY/YSZ 熱障涂層（Thermal barrier coatings,TBCs）,存在 TBCs 熱震壽命短的問題。為了提高TBCs的熱震壽命,本文在鎂合金與NiCrAlY/YSZ TBCs之間設計了 Ni-P、Ni-P/Al、Ni-P/Al/Ni-P三種中間層,其中采用化學鍍制備Ni-P層和APS制備Al層,之后再通過APS技術(shù)依次在上述三種中間層表面制備NiCrAlY/YSZ涂層。論文研究了帶中間層的TBCs400℃水淬熱震壽命以及熱震前、后涂層的微觀組織結(jié)構(gòu),揭示了帶中間層的TBCs熱震失效機理�；瘜W鍍Ni-P層厚約30 μm,結(jié)構(gòu)致密,無孔隙和裂紋,以化學鍵緊密咬合在鎂合金或Al層表面。等離子噴涂鋁層厚約100 μm,無明顯裂紋但存在少量孔隙,Al層與Ni-P層均勻分布并且結(jié)合緊密。NiCrAlY/YSZ涂層呈層片狀結(jié)構(gòu),與中間層機械咬合,整個涂層結(jié)構(gòu)完整。無中間層的TBCs熱震壽命僅5次,而帶有Ni-P、Ni-P/Al、Ni-P/Al/Ni-P中間層,TB... 

【文章來源】：長沙理工大學湖南省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１大氣等離子噴涂裝置示意圖??

純Ａ１和Ａｌ／ＳｉＣｐ復合涂層，并對兩種涂層的微觀組織結(jié)構(gòu)和腐蝕性能進??行了測試和詳細分析ｉ４１Ｕ實驗結(jié)果表明，在３．５ｗｔ％ＮａＣｌ溶液中，純Ａ１和Ａｌ／ＳｉＣｐ復??合涂層阻止了鎂合金基體與腐蝕介質(zhì)的直接接觸，從而提高了鎂合金基體的抗腐蝕性。??然而熱噴涂得到的涂層仍存在許多微孔和微裂紋，隨著浸泡時間的增長，鹽溶液進入鎂??合金－涂層界面處，腐蝕發(fā)生電偶腐蝕加快涂層的失效剝離。??們?ｃ?Ｊ??＼?／．ＫＥＣＳＬ．?１?？？？＊茲??＼??粉末抝運截氣體?＿Ｊｊｊ??圖１．２超音速火焰噴涂裝置示意圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．２?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｕｐｅｒｓｏｎｉｃ?ｆｌａｍｅ?ｓｐｒａｙｉｎｇ?ｄｅｖｉｃｅ．??１．４．２．４?冷噴涂（Ｃｏｌｄ?ｓｐｒａｙｉｎｇ）??冷噴涂是一種金屬、陶瓷噴涂工藝，即經(jīng)過一定低溫預處理的高壓氣體（如Ｎ：、??Ａｒ、Ｈｅ、高壓壓縮空氣）通過縮放噴管產(chǎn)生超音速氣體射流，將涂層原料粒子經(jīng)送粉設??備輸入至氣體射流中加速至臨界速度（超咅速），涂層原料以固態(tài)形式以高速撞擊到基??體表面后形成涂Ｕ。不同于傳統(tǒng)熱噴涂（超速火焰噴涂，等離子噴涂，爆炸噴涂等傳統(tǒng)??熱噴涂），冷噴涂的原料粒子不經(jīng)熔化，所以對待噴涂的基體不會產(chǎn)生任何熱影響，促??使基體與涂層之間、涂層間之間的熱應力極大減小，有利于涂層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。如Ｘｉｏｎｇ??６??

金表面噴涂了約１５０?ｐｍ的金屬鎳涂層％，對涂層的表面、截面微觀結(jié)構(gòu)和抗腐蝕進行??了測試和詳細分析。實驗結(jié)果表明，冷噴涂技術(shù)得到的ＡＺ３１Ｂ／Ｎｉ涂層中，鎂合金基體??為發(fā)生熱氧化，金屬鎳層內(nèi)結(jié)構(gòu)致密僅存在少量微孔和微裂紋，整體涂層結(jié)構(gòu)良好。在??ＮａＣｌ鹽水浸泡和鹽霧試驗中，金屬鎳涂層比裸鎂合金基體的較為良好的抗腐蝕性能，??但是金屬鎳層內(nèi)的微孔和微裂紋為ＮａＣｌ溶液提供了通道，鎂合金基體發(fā)生嚴重的電偶??腐蝕，導致涂層發(fā)生剝落。??＾?ｒｆ］｜ｌ產(chǎn)??＿＾飛澱粒子回牧裝置??圖１．３冷噴涂實驗裝置圖??Ｆｉｇｕｒｅ?１．３?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍｅ?ｏｆ?ｃｏｌｄ?ｓｐｒａｙｉｎｇ?ｔｏｏｌ?ｉｎ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．??１．５研究目的和內(nèi)容??本論文擬在ＡＺ９１Ｄ鎂合金基體和ＮｉＣｒＡｌＹ金屬粘結(jié)層之間制備熱膨脹系數(shù)適中、??化學穩(wěn)定性良好的中間層材料，以提高鎂合金基體表面ＮｉＣｒＡｌＹ／ＹＳＺ熱障涂層的熱震??壽命。并且通過對比熱震失效前后樣品的表面和截面微觀形貌、元素分布和物相結(jié)果，??深入研宄了中間層對于涂層樣品的熱震失效行為的微觀機制影響，以尋找制備更為簡??便、性能更加優(yōu)良的中間層材料提供新的科學思路，為未來的鎂合金表面熱障涂層的工??業(yè)化奠定基矗??在本論文中選用ＡＺ９１Ｄ鎂合金作為基體，ＮｉＣｒＡｌＹ作為內(nèi)層金屬粘結(jié)層，８ＹＳＺ作??為外層陶瓷層材料。選用化學鍍Ｎｉ－Ｐ和金屬鋁涂層作為屮間層組成材料，采用等離子??噴涂技術(shù)進行涂層的制備。研宄內(nèi)容如下：??（１）采用化學鍍方法、等離子噴涂技術(shù)在鎂合金基體表面制備了?Ｎｉ－Ｐ、Ｎｉ－Ｐ／Ａｌ、??Ｎｉ－Ｐ／Ａｌ／Ｎｉ－Ｐ三種不同結(jié)構(gòu)的中間層，之后再次

【參考文獻】：
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本文編號：3266452