基于共沉淀法制備納米CeO 2 /Y 2 O 3 穩(wěn)定ZrO 2 熱障涂層及熱性能研究
發(fā)布時間:2021-10-02 07:55
發(fā)動機熱端部件的工作溫度不斷提高,為了延長熱障涂層的使用壽命,降低涂層熱導(dǎo)率、提高涂層熱震性能,本課題基于共沉淀法制備納米CeO2/Y2O3穩(wěn)定ZrO2陶瓷粉末(CYSZ),探索共沉淀反應(yīng)溫度、pH值、煅燒溫度等工藝參數(shù)對納米陶瓷粉末微觀結(jié)構(gòu)的影響。研究表明,反應(yīng)溫度為75℃、pH值為10,煅燒溫度為500℃,Y含量為7.5mol%條件下制備的CYSZ陶瓷粉末粒度較小,粉末分散性好,為共沉淀法制備納米CYSZ陶瓷粉末的最佳工藝。在最佳工藝條件下制備五種納米CYSZ陶瓷粉末,即Ce含量分別為0、1、5、10、15mol%,并進(jìn)行噴霧造粒。造粒后陶瓷粉末相結(jié)構(gòu)與造粒前相同,仍屬于四方相結(jié)構(gòu);納米陶瓷粉末表面的Ce主要為CeO2;造粒粉末形狀為均勻球形,分布較均勻,尺寸在20-60μm左右,流動性好,用于等離子噴涂。采用一定的噴涂工藝,等離子噴涂納米CYSZ熱障涂層。研究表明,五種陶瓷涂層的相結(jié)構(gòu)為四方相;噴涂的粘結(jié)層厚度約為100μm,陶瓷層厚度約為200μm,隨著CeO2含量增加,涂層孔隙及微裂紋數(shù)量越來越少,陶瓷層與粘結(jié)層噴涂處結(jié)合更加緊密;涂層中CeO2含量增加,涂層顯微硬度隨之增大...
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
司鍛燒溫度的陶瓷粉末SEM圖
4.1.2 CeOz對熱障涂層表面形貌影響圖4-2所示為1-5號涂層材料表面低倍SEM圖。圓_a) 1號材料 b) 2巧-相料 C) 3號材料mmd) 4號材料 e) 5號材料圖4-2五種涂ig表面低倍SEM圖Fig. 4-2 SEM photographs of five types of coatings surface圖4-3所示為1-5號涂層材料表面高倍SEM圖。-34-
4.1.3 Ce02對熱障涂層截面形貌影響圖4-4所示為1號及2號涂層截面形貌。a) 1號涂接截面SEM圖 b)2號涂層截面SEM圖圖4-4涂層截面SEM圖Fig. 4-4 SEM photographs of sections of coatings從圖4-4屮可以看到,熱障涂層包括三部分:①高溫合金基體;②Ni/Al粘結(jié)層,約100 i_mi;③陶瓷層,即隔熱層,約200 |am。結(jié)合區(qū)存在兩個界衝,分別為基體與粘結(jié)層Ni/Al的界面以及粘結(jié)層Ni/Al與陶瓷層的界面,粘結(jié)層Ni/Al組織緊密,沒有微裂紋,與基體結(jié)合較好,這是由于Ni/Al為金屬間化合物,被送入等禽子弧后熔化完全,溶滴到達(dá)基體后,與基體H凸的表面以機械力結(jié)合
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱障涂層材料與技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 撒世勇,王大偉. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2014(05)
[2]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)
[3]氧化鋯(ZrO2)的熱、化學(xué)性質(zhì)與應(yīng)用[J]. 歐陽靜,周正,倫惠林,謝亞玲,楊華明. 中國材料進(jìn)展. 2014(06)
[4]熱噴涂技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 蔡宏圖,江濤,周勇. 裝備制造技術(shù). 2014(06)
[5]等離子噴涂納米Al2O3-8%TiO2復(fù)合陶瓷涂層組織與性能研究[J]. 陳淼. 材料導(dǎo)報. 2014(S1)
[6]熱障涂層材料及其制備技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 張?zhí)煊?吳超,熊征,周圣豐. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2014(03)
[7]高溫防護(hù)涂層研究進(jìn)展[J]. 王心悅,辛麗,韋華,朱圣龍,王福會. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2013(03)
[8]等離子噴涂Al2O3/TiO2納米陶瓷復(fù)合涂層的微觀結(jié)構(gòu)及性能[J]. 宋仁國,王超,姜彥,盧果. 材料熱處理學(xué)報. 2012(S2)
[9]等離子噴涂常規(guī)和納米ZrO2-7%Y2O3熱障涂層隔熱性能[J]. 王東生,田宗軍,楊斌,黃因慧. 熱加工工藝. 2012(14)
[10]熱障涂層表面粗糙度對涂層高溫性能的影響[J]. 沈君,詹華,劉新基,汪瑞軍. 熱噴涂技術(shù). 2012(02)
碩士論文
[1]高溫鈦合金表面YSZ熱障涂層性能研究[D]. 張可召.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[2]大氣等離子噴涂制備三元納米YSZ熱障涂層及性能研究[D]. 黃祺.武漢理工大學(xué) 2011
[3]納米氧化鋯復(fù)合陶瓷涂層的耐高溫性能研究[D]. 白玖紅.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2010
[4]金屬Ce表面氧化反應(yīng)XPS研究[D]. 羅麗珠.中國工程物理研究院 2005
本文編號:3418281
【文章來源】:哈爾濱理工大學(xué)黑龍江省
【文章頁數(shù)】:67 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
司鍛燒溫度的陶瓷粉末SEM圖
4.1.2 CeOz對熱障涂層表面形貌影響圖4-2所示為1-5號涂層材料表面低倍SEM圖。圓_a) 1號材料 b) 2巧-相料 C) 3號材料mmd) 4號材料 e) 5號材料圖4-2五種涂ig表面低倍SEM圖Fig. 4-2 SEM photographs of five types of coatings surface圖4-3所示為1-5號涂層材料表面高倍SEM圖。-34-
4.1.3 Ce02對熱障涂層截面形貌影響圖4-4所示為1號及2號涂層截面形貌。a) 1號涂接截面SEM圖 b)2號涂層截面SEM圖圖4-4涂層截面SEM圖Fig. 4-4 SEM photographs of sections of coatings從圖4-4屮可以看到,熱障涂層包括三部分:①高溫合金基體;②Ni/Al粘結(jié)層,約100 i_mi;③陶瓷層,即隔熱層,約200 |am。結(jié)合區(qū)存在兩個界衝,分別為基體與粘結(jié)層Ni/Al的界面以及粘結(jié)層Ni/Al與陶瓷層的界面,粘結(jié)層Ni/Al組織緊密,沒有微裂紋,與基體結(jié)合較好,這是由于Ni/Al為金屬間化合物,被送入等禽子弧后熔化完全,溶滴到達(dá)基體后,與基體H凸的表面以機械力結(jié)合
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]熱障涂層材料與技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 撒世勇,王大偉. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2014(05)
[2]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)
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[4]熱噴涂技術(shù)的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J]. 蔡宏圖,江濤,周勇. 裝備制造技術(shù). 2014(06)
[5]等離子噴涂納米Al2O3-8%TiO2復(fù)合陶瓷涂層組織與性能研究[J]. 陳淼. 材料導(dǎo)報. 2014(S1)
[6]熱障涂層材料及其制備技術(shù)的研究進(jìn)展[J]. 張?zhí)煊?吳超,熊征,周圣豐. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2014(03)
[7]高溫防護(hù)涂層研究進(jìn)展[J]. 王心悅,辛麗,韋華,朱圣龍,王福會. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2013(03)
[8]等離子噴涂Al2O3/TiO2納米陶瓷復(fù)合涂層的微觀結(jié)構(gòu)及性能[J]. 宋仁國,王超,姜彥,盧果. 材料熱處理學(xué)報. 2012(S2)
[9]等離子噴涂常規(guī)和納米ZrO2-7%Y2O3熱障涂層隔熱性能[J]. 王東生,田宗軍,楊斌,黃因慧. 熱加工工藝. 2012(14)
[10]熱障涂層表面粗糙度對涂層高溫性能的影響[J]. 沈君,詹華,劉新基,汪瑞軍. 熱噴涂技術(shù). 2012(02)
碩士論文
[1]高溫鈦合金表面YSZ熱障涂層性能研究[D]. 張可召.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2012
[2]大氣等離子噴涂制備三元納米YSZ熱障涂層及性能研究[D]. 黃祺.武漢理工大學(xué) 2011
[3]納米氧化鋯復(fù)合陶瓷涂層的耐高溫性能研究[D]. 白玖紅.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2010
[4]金屬Ce表面氧化反應(yīng)XPS研究[D]. 羅麗珠.中國工程物理研究院 2005
本文編號:3418281
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