等離子噴涂因具有沉積速度快、生產(chǎn)效率高、適用范圍廣等優(yōu)勢成為目前國內(nèi)外最常用的表面涂層制備方法。但是等離子噴涂涂層也存在明顯缺點(diǎn),最主要的問題是涂層的組織不均勻,孔隙率較高,存在大量孔隙和裂紋,嚴(yán)重影響涂層性能,大大縮短涂層使用壽命。電子束表面重熔改性技術(shù)具有能量吸收利用率高,生產(chǎn)裝置簡單可靠,過程無污染等特點(diǎn),可以有效減少涂層孔隙率,從而提高涂層性能,尤其對于高熔點(diǎn)涂層材料,大功率的電子束裝置更是具備獨(dú)特優(yōu)勢。本文選取熱障涂層材料與金屬材料中的較為有代表性的高熔點(diǎn)材料涂層:氧化鋯涂層與鎢涂層分別進(jìn)行電子束重熔改性研究。氧化鋯涂層廣泛應(yīng)用于航天發(fā)動機(jī)內(nèi)熱端部件的熱障涂層,鎢涂層具主要應(yīng)用于核聚變裝置中面向等離子體材料,它們都由于自身的孔隙率較高而存在涂層抗熱震性能,耐蝕性能較差,使用壽命較短等問題。通過電子束的重熔改性可以有效的解決以上問題,提高涂層的綜合性能。本文首先使用Comsol Multiphysics模擬軟件分別對氧化鋯涂層及鎢涂層進(jìn)行熱負(fù)荷溫度場模擬計算,研究外界熱源的不同功率和不同作用時間對涂層溫度場的影響,為電子束重熔實(shí)驗(yàn)研究提供理論基礎(chǔ)。實(shí)驗(yàn)采用等離子噴涂分別制備了氧...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
        1.1.1 研究目的與意義
        1.1.2 國內(nèi)外當(dāng)前研究水平和現(xiàn)狀
    1.2 研究內(nèi)容及方法
        1.2.1 氧化鋯涂層的電子束重熔改性
        1.2.2 鎢涂層的電子束重熔改性
第2章 研究裝置及技術(shù)路線
    2.1 等離子體噴涂
        2.1.1 等離子噴涂設(shè)備簡介
        2.1.2 等離子噴涂工作原理
    2.2 掃描電子束重熔改性
        2.2.1 掃描電子束裝置簡介
        2.2.2 掃描電子束工作原理
        2.2.3 掃描電子束與材料的相互作用
    2.3 涂層主要性能表征
        2.3.1 微觀形貌表征
        2.3.2 XRD分析
        2.3.3 顯微硬度檢測
        2.3.4 孔隙率檢測
        2.3.5 表面粗糙度檢測試
    2.4 Comsol溫度場模擬計算
        2.4.1 Comsol耦合法溫度場模擬原理
        2.4.2 模型的建立
第3章 氧化鋯涂層的電子束重熔改性
    3.1 涂層熱負(fù)荷溫度場模擬
        3.1.1 模型參數(shù)
        3.1.2 不同重熔功率對溫度場及重熔深度的影響
        3.1.3 作用時間對溫度場及重熔深度的影響
    3.2 氧化鋯涂層的電子束重熔實(shí)驗(yàn)
        3.2.1 涂層的制備
        3.2.2 重熔參數(shù)與結(jié)果
    3.3 重熔后涂層的性能分析
        3.3.1 重熔后涂層XRD測試
        3.3.2 重熔后涂層表面形貌分析
        3.3.3 重熔后涂層孔隙率分析
        3.3.4 重熔后涂層顯微硬度測試
        3.3.5 重熔后涂層粗糙度測試
        3.3.6 重熔后涂層耐磨性測試
        3.3.7 重熔后涂層抗熱震性測試
    3.4 結(jié)論
第4章 鎢涂層的電子束重熔改性
    4.1 鎢涂層熱負(fù)荷溫度場模擬
        4.1.1 模型參數(shù)
        4.1.2 不同重熔功率對溫度場及重熔深度的影響
        4.1.3 作用時間對溫度場及重熔深度的影響
    4.2 鎢涂層的電子束重熔實(shí)驗(yàn)
        4.2.1 涂層的制備
        4.2.2 重熔參數(shù)與結(jié)果
    4.3 重熔后鎢涂層的性能分析
        4.3.1 重熔后涂層XRD分析
        4.3.2 重熔后涂層表面形貌分析
        4.3.3 重熔后涂層孔隙率分析
        4.3.4 重熔后涂層顯微硬度分析
    4.4 結(jié)論
第5章 全文總結(jié)與展望
    5.1 全文總結(jié)
    5.2 創(chuàng)新之處
    5.3 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間的研究成果



本文編號：3867148