利用電泳沉積技術(shù)在Inconel600高溫合金基體表面制備熱障涂層。涂層經(jīng)1100℃真空燒結(jié)2 h后,利用XRD、SEM、自動劃痕機(jī)和電化學(xué)工作站分析涂層的物相、表面形貌、結(jié)合強(qiáng)度和抗氯腐蝕能力。結(jié)果表明,YSZ/（Ni,Al）復(fù)合涂層經(jīng)真空燒結(jié)后,涂層均勻,比YSZ涂層致密。Al、Ni元素的加入,在界面處形成了一定厚度的過渡區(qū)。與YSZ涂層相比,YSZ/（Ni,Al）復(fù)合涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度更高。YSZ/（Ni,Al）涂層的抗氯腐蝕與Ni和Ni₃Al有關(guān)。 

【文章來源】：熱加工工藝. 2016,45(20)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

實(shí)驗(yàn)流程圖

HotWorkingTechnology2016,Vol.45,No.2010μm圖3經(jīng)1100℃下真空燒結(jié)2h后不同涂層的表面圖像Fig.3Surfaceimagesofdifferentcoatingsaftervacuumsinteringat1100℃for2h涂層，用絕緣膠把試樣封住，并在表面留一個直徑約為5mm的小孔，再把另外一個面的涂層刮去，引出一條導(dǎo)線作為工作電極，邊角裸露部分再用環(huán)氧樹脂封祝再將制備好的試樣放在3.5wt%NaCl溶液的電解池中浸泡5min，此時保持開路電位，使用上海辰華電化學(xué)工作站測量開路電位和Tafel曲線，掃描速度是1mV/s，掃描范圍為-0.4～0.7V，測試溫度為25℃。本次實(shí)驗(yàn)采用WS涂層附著力自動劃痕儀測試臨界載荷，采用聲發(fā)射信號測量模式，運(yùn)行方式為動載和單往復(fù)，劃痕速度為2mm/min，加載速率為20N/min，試驗(yàn)載荷為20N，劃痕長度為2mm。3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論3.1形貌及結(jié)構(gòu)分析YSZ涂層、YSZ/(Ni:Al=2:1)和YSZ/(Ni:Al=1:2)復(fù)合涂層經(jīng)過1100℃真空燒結(jié)2h后的XRD圖譜見圖2�？梢钥闯�，真空燒結(jié)后，YSZ涂層主要由二氧化鋯組成(圖2(a))。而添加鋁和鎳的YSZ/(Ni,Al)復(fù)合涂層在經(jīng)過1100℃真空燒結(jié)2h后，除了二氧化鋯相外，有Ni3Al新相生成(圖2(b)和(c))。另外從圖2(b)中可以發(fā)現(xiàn)，YSZ/(Ni:Al=2:1)復(fù)合涂層中含有一定量的單質(zhì)Ni；YSZ/(Ni:Al=1:2)復(fù)合涂層中并沒有探測到Ni，可能是因?yàn)镹i與Al完全反應(yīng)生成Ni3Al相的緣故。圖3為經(jīng)1100℃真空燒結(jié)2h后YSZ、YSZ/(Ni:Al=2:1)和YSZ/(Ni:Al=1:2)復(fù)合涂層表面圖像�？煽闯�，三種涂層都存在裂紋和氣孔，這是因?yàn)樵谡婵諢Y(jié)電泳沉積涂層時，在加熱和冷卻過程中易出現(xiàn)涂層收縮，引起涂層局部應(yīng)力集中所導(dǎo)致的。與YSZ涂層相比，YSZ/(Ni:Al=2:1)和YSZ/(Ni:Al=1:2)復(fù)合涂層中的裂紋更大，這是因?yàn)閺?fù)合涂層燒結(jié)過程中大量新相Ni3Al相(見圖2)?

合涂層中Ni3Al相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.2%，而YSZ/(Ni:Al=1:2)復(fù)合涂層中Ni3Al相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.2%，YSZ/(Ni:Al=1:2)復(fù)合涂層中的Ni3Al相數(shù)量要比YSZ/(Ni:Al=2:1)復(fù)合涂層中的少。同時發(fā)現(xiàn)，在三種涂層裂紋處有較大的陶瓷顆粒(圖3箭頭所指)，晶粒越大，大單位體積內(nèi)的晶界數(shù)量就越少，位錯滑移的屏障也就越少，單位長度上可以塞積的位錯就越多，這樣達(dá)到微裂紋形核長大的機(jī)會就越多，材料內(nèi)部應(yīng)力水平就越低。因制備試樣配懸浮液電泳沉積分析結(jié)果真空燒結(jié)SEM測試XRD測試Tafel曲線結(jié)合強(qiáng)度2θ/(°)圖21100℃下真空燒結(jié)2h后不同涂層的XRD圖Fig.2XRDpatternofdifferentcoatingsaftervacuumsinteringat1100℃for2h(c)YSZ/(Ni：Al=1:2)(a)YSZ涂層(b)YSZ/(Ni：Al=2:1）405060708090圖1實(shí)驗(yàn)流程圖Fig.1Experimentflowchart(a)YSZ涂層(b)YSZ/(Ni:Al=2:1)(c)YSZ/(Ni:Al=1:2)10μm10μmCPS→ZrO2Ni3AlNi162

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]納米陶瓷涂層的特性及研究現(xiàn)狀[J]. 宋子豪,孫耀寧,王艷飛.  熱加工工藝. 2014(14)
[2]未來航空發(fā)動機(jī)熱障涂層材料及制備技術(shù)[J]. 郭雙全,馮云彪,何勇,付俊波.  表面技術(shù). 2012(05)
[3]燃?xì)廨啓C(jī)熱障涂層的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 王文杰,苗淼.  熱加工工藝. 2010(08)
[4]電泳沉積功能陶瓷涂層技術(shù)[J]. 張建民,楊長春,石秋芝,程鵬里.  中國陶瓷. 2000(06)



本文編號：3424913