本文關(guān)鍵詞：電泳沉積熱障復(fù)合涂層組織與性能的研究

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【摘要】：本文采用電泳沉積技術(shù)在Inconel600高溫合金基體表面制備氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)的熱障復(fù)合涂層,主要研究了不同濃度稀土氧化釓和金屬粉末Ni,Al元素的摻雜對(duì)復(fù)合涂層的抗高溫氧化性能和結(jié)合強(qiáng)度的影響。另外還研究了對(duì)基體表面進(jìn)行塑性變形后,YSZ/(Ni,Al)復(fù)合涂層中各元素的擴(kuò)散規(guī)律以及對(duì)復(fù)合涂層的性能影響。研究結(jié)果表明,摻雜2-4 mol%氧化釓后,Gd2O3-Y2O3-Zr O2復(fù)合涂層在真空(10-3Pa)燒結(jié)2 h后的主要物相為(c,m)-Zr O2和Gd2Zr2O7,在1100℃大氣中循環(huán)氧化100h后涂層中的主要物相為(c,t,m)-Zr O2,而Gd2Zr2O7相消失并且m相隨Gd2O3濃度的增加而增加。與未摻雜Gd2O3的YSZ涂層相比,在YSZ涂層中添加Gd可以顯著地抑制晶粒的生長(zhǎng),有效提高了復(fù)合涂層抗高溫氧化性能。在YSZ涂層中添加Ni,Al合金粉末后通過電泳沉積的方法在1100℃下真空燒結(jié)2 h形成YSZ/(Ni,Al)復(fù)合涂層,復(fù)合涂層主要由(c,t)-Zr O2和Al Ni3相組成,復(fù)合涂層在高溫氧化過程中有Al2O3和Ni Al2O4相生成,其中Al2O3相的形成有助于提高高溫合金的抗氧化性能,Ni Al2O4相的生成使涂層在氧化過程中表現(xiàn)出自愈合性能。另外,研究發(fā)現(xiàn)Cr元素從基體外擴(kuò)散在涂層/基體界面處富集,有效的提高涂層的結(jié)合強(qiáng)度。與YSZ涂層的結(jié)合強(qiáng)度相比,YSZ/(Ni,Al)復(fù)合涂層的結(jié)合強(qiáng)度從3.5 N提高到4.4 N。與未塑性變形的基體相比,對(duì)基體塑性變形后,YSZ/(Ni,Al)復(fù)合涂層真空燒結(jié)后Al Ni3物相的質(zhì)量分?jǐn)?shù)由5.42%降低到2.39%,涂層表面更致密、無明顯的裂紋。研究結(jié)果表明,Cr在涂層/基體界面處富集的數(shù)量增加,Ni元素富集于Cr界面處。與未塑性變形的基體相比,基體塑性變形后的復(fù)合涂層的抗高溫氧化性能與結(jié)合強(qiáng)度顯著提高。
【關(guān)鍵詞】：電泳沉積 熱障復(fù)合涂層 塑性變形 高溫氧化 結(jié)合強(qiáng)度
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)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6-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-24
• 1.1 選題的來源背景和意義11-12
• 1.2 熱障涂層結(jié)構(gòu)體系12-13
• 1.3 熱障涂層材料13-14
• 1.4 熱障涂層的主要制備方法14-16
• 1.4.1 等離子噴涂（Plasma Spray，PS）14-15
• 1.4.2 電子束物理氣相沉積（EB-PVD）15-16
• 1.5 電泳沉積技術(shù)（Electrophoretic Deposition）16-21
• 1.5.1 電泳沉積特點(diǎn)16-17
• 1.5.2 電泳沉積的原理17-18
• 1.5.3 懸浮液中顆粒的荷電機(jī)理18
• 1.5.4 懸浮介質(zhì)穩(wěn)定機(jī)理18-19
• 1.5.5 電泳沉積的影響因素19-21
• 1.6 熱障涂層的失效分析21-22
• 1.6.1 熱膨脹失配21
• 1.6.2 陶瓷層相變引起涂層體積變化21
• 1.6.3 涂層/基體界面TGO的增長(zhǎng)21-22
• 1.6.4 熱腐蝕引起的涂層退化。22
• 1.7 本課題研究的主要內(nèi)容22-24
• 第二章 實(shí)驗(yàn)材料與方法24-32
• 2.1 實(shí)驗(yàn)材料24-25
• 2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備25
• 2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法25-26
• 2.4 試樣制備26-30
• 2.5 組織結(jié)構(gòu)分析及性能測(cè)試30-32
• 2.5.1 涂層微觀組織結(jié)構(gòu)和成分分析30
• 2.5.2 涂層的性能測(cè)試30-32
• 第三章 稀土Gd2O3摻雜Zr O2熱障涂層組織與性能的研究32-43
• 引言32-33
• 3.1 電泳沉積Gd2O3-Y2O3-Zr O2復(fù)合涂層中結(jié)構(gòu)演化33-35
• 3.2 電泳沉積Gd2O3-Y2O3-Zr O2復(fù)合涂層中顯微組織及分析35-39
• 3.3 Gd2O3-Y2O3-Zr O2復(fù)合涂層的抗高溫氧化性39-40
• 3.4 Gd2O3-Y2O3-Zr O2復(fù)合涂層的結(jié)合強(qiáng)度40-41
• 3.5 本章小結(jié)41-43
• 第四章 Ni，，Al摻雜YSZ熱障復(fù)合涂層組織與性能的研究43-52
• 引言43
• 4.1 電泳沉積YSZ/(Ni,Al)復(fù)合涂層物相及組織分析43-48
• 4.2 YSZ/(Ni,Al)復(fù)合涂層的抗高溫氧化性能48-50
• 4.3 YSZ/(Ni,Al)復(fù)合涂層的結(jié)合強(qiáng)度50-51
• 4.4 本章小結(jié)51-52
• 第五章 基體塑性變形對(duì)YSZ/(Ni,Al)涂層組織與性能的影響52-63
• 5.1 塑性變形后YSZ/(Ni,Al)復(fù)合涂層中的物相及組織分析52-58
• 5.2 塑性變形后YSZ/(Ni,Al)復(fù)合涂層的性能58-60
• 5.2.1 塑性變形后YSZ/(Ni,Al)復(fù)合涂層結(jié)合強(qiáng)度58-59
• 5.2.2 塑性變形后YSZ/(Ni,Al)復(fù)合涂層的抗高溫氧化性能59-60
• 5.3 結(jié)果討論60-62
• 5.4 本章小結(jié)62-63
• 第六章 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 總結(jié)63-64
• 6.2 展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果72-73
• 致謝73-74

【參考文獻(xiàn)】

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