本文關(guān)鍵詞：網(wǎng)狀襯墊的激光直接沉積制備及其對(duì)熱障涂層性能的影響

  更多相關(guān)文章： 激光直接沉積 網(wǎng)狀襯墊 熱障涂層 結(jié)合強(qiáng)度 抗熱震性能

【摘要】：熱障涂層作為一種新型高溫防護(hù)措施,以其優(yōu)異的耐高溫、耐腐蝕、耐磨損等性能已經(jīng)廣泛應(yīng)用于航空、航天、石油化工、機(jī)械等行業(yè)。但是等離子噴涂技術(shù)制備的熱障涂層結(jié)合強(qiáng)度較低,在高溫環(huán)境中易發(fā)生剝落,這制約了熱障涂層的應(yīng)用,因此提高涂層體系的結(jié)合強(qiáng)度和抗熱震性能成為熱障涂層領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。為提高熱障涂層壽命,提出利用激光直接沉積技術(shù)在涂層與基體間制備一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)襯墊層,利用襯墊層來增加涂層結(jié)合強(qiáng)度。本文首先采用激光直接沉積方法在基體表面制備網(wǎng)狀襯墊,然后利用等離子噴涂方法制備熱障涂層,進(jìn)而針對(duì)熱障涂層的性能進(jìn)行研究。利用光學(xué)顯微鏡(OM)、X射線衍射儀(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)分別對(duì)網(wǎng)狀襯墊的成型精度、熱障涂層組織組成、等離子噴涂熱障涂層的結(jié)構(gòu)及裂紋的萌生與擴(kuò)展進(jìn)行研究。通過顯微硬度和拉伸試驗(yàn)測(cè)量涂層與基體結(jié)合強(qiáng)度。得出如下幾點(diǎn)結(jié)論：(1)激光直接沉積技術(shù)制備的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)襯墊,寬度為lmm,網(wǎng)格形狀可以為三角形、四邊形、六邊形等任意形狀。制備技術(shù)可以滿足實(shí)際應(yīng)用的尺寸和精度的要求。網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)襯墊與基體的結(jié)合強(qiáng)度為419MPa,為冶金結(jié)合且高于熱噴涂制備的襯墊層。(2)對(duì)比結(jié)合強(qiáng)度,傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的熱障涂層平均結(jié)合強(qiáng)度為8.18MPa,具有網(wǎng)狀襯墊結(jié)構(gòu)的熱障涂層平均結(jié)合強(qiáng)度為10.7MPa。網(wǎng)狀襯墊使得熱障涂層的結(jié)合強(qiáng)度提高了30.8%。(3)對(duì)比熱循環(huán)失效次數(shù),傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的熱障涂層平均熱循環(huán)次數(shù)為5次,具有網(wǎng)狀襯墊結(jié)構(gòu)的熱障涂層平均熱循環(huán)次數(shù)為8次。網(wǎng)狀襯墊的加入使得熱障涂層的抗熱震性能提高了60%�；w材料表面制備具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)襯墊降低涂層內(nèi)應(yīng)力、提高涂層結(jié)合強(qiáng)度和抗熱震性能的有效方法。(4)激光直接沉積方法制備的四邊形網(wǎng)狀襯墊結(jié)構(gòu)對(duì)提高熱障涂層的性能作用最明顯。
【關(guān)鍵詞】：激光直接沉積 網(wǎng)狀襯墊 熱障涂層 結(jié)合強(qiáng)度 抗熱震性能
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 1 緒論11-22
• 1.1 熱障涂層發(fā)展概述11-12
• 1.2 熱障涂層體系12-18
• 1.2.1 熱障涂層結(jié)構(gòu)12-13
• 1.2.2 熱障涂層材料13-14
• 1.2.3 熱障涂層制備技術(shù)14-18
• 1.3 熱障涂層研究熱點(diǎn)18-19
• 1.4 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介19-21
• 1.4.1 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的發(fā)展概況19-20
• 1.4.2 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)襯墊的制備方法20-21
• 1.5 本文的研究?jī)?nèi)容21-22
• 2 實(shí)驗(yàn)方法22-29
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料22-23
• 2.1.1 合金基體材料22
• 2.1.2 陶瓷層材料22
• 2.1.3 粘結(jié)層材料22-23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)方法23
• 2.2.1 激光直接沉積網(wǎng)狀襯墊23
• 2.2.2 等離子噴涂熱障涂層23
• 2.3 實(shí)驗(yàn)流程23-24
• 2.4 分析測(cè)試方法24-27
• 2.4.1 金相顯微組織觀察25
• 2.4.2 襯墊與基體的結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試25
• 2.4.3 涂層顯微硬度分析25-26
• 2.4.4 掃描電鏡(SEM)分析26
• 2.4.5 涂層的質(zhì)量檢測(cè)26
• 2.4.6 涂層的相結(jié)構(gòu)分析26-27
• 2.4.7 涂層結(jié)合強(qiáng)度的測(cè)定27
• 2.4.8 抗熱震性能測(cè)試27
• 2.5 本章小結(jié)27-29
• 3 激光直接沉積網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)襯墊29-45
• 3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)29-30
• 3.2 工藝參數(shù)對(duì)沉積層形貌的影響30-37
• 3.2.1 激光功率對(duì)沉積層形貌的影響30-32
• 3.2.2 掃描速度對(duì)沉積層形貌的影響32-34
• 3.2.3 送粉速率對(duì)沉積層形貌的影響34-37
• 3.3 最優(yōu)激光參數(shù)的選取37-39
• 3.3.1 工藝參數(shù)對(duì)稀釋率的影響37-38
• 3.3.2 工藝參數(shù)對(duì)高寬比的影響38-39
• 3.3.3 工藝參數(shù)的確定39
• 3.4 微觀組織分析39-41
• 3.4.1 微觀組織結(jié)構(gòu)39-40
• 3.4.2 顯微硬度分析40-41
• 3.5 襯墊與基體結(jié)合強(qiáng)度測(cè)試41-42
• 3.5.1 襯墊與基體結(jié)合強(qiáng)度的測(cè)量與計(jì)算41
• 3.5.2 拉伸斷口形貌分析41-42
• 3.6 不同尺寸和形狀的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的制備42-44
• 3.6.1 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)尺寸和形狀的設(shè)計(jì)42-43
• 3.6.2 網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的制備43-44
• 3.7 本章小結(jié)44-45
• 4 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)熱障涂層的制備及性能檢測(cè)45-55
• 4.1 制備傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的熱障涂層45-46
• 4.1.1 涂層結(jié)構(gòu)45
• 4.1.2 噴涂參數(shù)45-46
• 4.2 形貌與組織結(jié)構(gòu)分析46-50
• 4.2.1 涂層質(zhì)量檢測(cè)46
• 4.2.2 涂層厚度測(cè)量46-47
• 4.2.3 微觀形貌分析47-48
• 4.2.4 物相分析48-50
• 4.3 力學(xué)性能檢測(cè)50-51
• 4.3.1 涂層硬度測(cè)定50
• 4.3.2 涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)定50-51
• 4.4 抗熱震性能測(cè)定51-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 5 具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)襯墊的熱障涂層制備及性能檢測(cè)55-68
• 5.1 制備具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)襯墊的熱障涂層55-56
• 5.1.1 襯墊結(jié)構(gòu)55-56
• 5.1.2 噴涂參數(shù)56
• 5.2 形貌與組織結(jié)構(gòu)分析56-59
• 5.2.1 涂層質(zhì)量檢測(cè)56-57
• 5.2.2 涂層厚度測(cè)量57
• 5.2.3 微觀形貌分析57-58
• 5.2.4 物相分析58-59
• 5.3 力學(xué)性能檢測(cè)59-61
• 5.3.1 涂層硬度測(cè)定59-60
• 5.3.2 涂層結(jié)合強(qiáng)度測(cè)定60-61
• 5.4 抗熱震性能測(cè)定61-65
• 5.5 傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)與具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)襯墊熱障涂層性能對(duì)比65-67
• 5.6 本章小結(jié)67-68
• 6 結(jié)論與展望68-70
• 6.1 結(jié)論68
• 6.2 展望68-70
• 致謝70-72
• 參考文獻(xiàn)72-78
• 附錄78

【相似文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王利強(qiáng) ,閻殿然 ,何繼寧 ,宋向陽;熱障涂層研究狀況及進(jìn)展[J];新技術(shù)新工藝;2002年03期

2 謝冬柏,王福會(huì);熱障涂層研究的歷史與現(xiàn)狀[J];材料導(dǎo)報(bào);2002年03期

3 劉志;周洪;;熱障涂層研究進(jìn)展[J];河海大學(xué)常州分校學(xué)報(bào);2006年03期

4 李美Y，

本文編號(hào)：850433