大氣等離子噴涂粒子氧化及其對(duì)熱障涂層性能影響研究.pdf

1、以陶瓷面層和金屬粘結(jié)層組成的熱障涂層(TBCs)是目前應(yīng)用最為廣泛的重要涂層之一，它可使高溫燃?xì)夂凸ぷ骰w之間產(chǎn)生很大的溫降，達(dá)到延長零件壽命、提高熱機(jī)熱效率的目的。大氣等離子噴涂(APS)是制備熱障涂層的主要方法之一，但該工藝制備的涂層中雜質(zhì)含量高，而且涂層致密度和結(jié)合強(qiáng)度低，嚴(yán)重影響了涂層的使用性能。本文以鐵粒子和NiCoCrAlY粒子為研究對(duì)象，研究了大氣等離子噴涂過程中粒子的氧化行為及其對(duì)涂層微觀組織的影響。進(jìn)而研制了能減少大氣

2、等離子噴涂過程中粒子氧化的氬氣保護(hù)罩。對(duì)比了粘結(jié)層添加氬氣保護(hù)罩噴涂和未加氬氣保護(hù)罩噴涂的兩種熱障涂層的性能，探討了粒子在噴涂過程中的氧化行為對(duì)熱障涂層性能的影響。 結(jié)果表明，在其它噴涂工藝參數(shù)確定的情況下，粒子飛行過程中的氧化程度主要取決于粒子的噴涂距離，噴涂距離越長，粒子氧化程度越大。粒子在飛行過程中的氧化形式與噴涂距離有關(guān)。在一定噴涂距離以內(nèi)的等離子射流中心處(45mm)，粒子的氧化形式以對(duì)流氧化為主，在超過這個(gè)距離的后半

3、段，粒子的氧化形式以擴(kuò)散氧化為主。 在等離子噴涂過程中，粒子的氧化主要發(fā)生在飛行過程中和形成涂層過程中。對(duì)于鐵粒子來說，形成涂層過程中的氧化程度與飛行過程中的氧化程度基本相當(dāng)；對(duì)于NiCoCrAlY粒子而言，粒子的氧化主要發(fā)生在飛行過程中。粒子在飛行過程中的氧化對(duì)涂層的微觀組織有很大的影響。飛行過程中粒子表面的氧化物形成扁平層間的氧化物夾雜，粒子內(nèi)部的氧化物形成扁平層內(nèi)部的氧化物。 添加氬氣保護(hù)罩減少了粘結(jié)層粒子在噴涂過