大氣等離子噴涂制備三元納米YSZ熱障涂層及性能研究.pdf

1、為了使熱障涂層能夠適應更加惡劣的工作環(huán)境，摻雜添加劑的新型熱障涂層因其在降低涂層熱導率、提高熱震性能等方面具大較大的潛力而成為國內外研究的熱點之一。本文在納米ZrO2-8wt％Y2O3中分別添加不同含量的La2O3，Nb2O5納米粉末，采用噴霧造粒工藝對其進行團聚并進行高溫預處理來作為隔熱層材料，用NiCrAlY作為粘結層材料。采用大氣等離子噴涂工藝制備出三元納米ZrO2-Y2O3-MxOy熱障涂層及納米YSZ涂層。研究了添加了氧化物后

2、粉末的顆粒特性及高溫預處理對粉末的微觀形貌的影響；觀察研究了不同涂層的組織結構并測試了涂層的一些性能；比較了不同涂層在同等邊界條件下的隔熱性能，分析了隔熱機理；通過熱震實驗研究了涂層的高溫性能。
　　 研究表明，利用納米團聚粉末可以用大氣等離子噴涂工藝制備出具有納米結構的熱障涂層。納米粉末團聚顆粒具有納米結構且滿足噴涂要求；添加的氧化物沒有對團聚顆粒的形貌及相結構造成影響：摻雜涂層中存在兩種組織結構，即納米結構組織和微米結構組織

3、；制備的涂層的組成相主要為t相，沒有m相，這是由于較高的冷卻速率抑制了t→m的轉變；涂層具有良好的微裂紋形態(tài)和分布，且涂層中存在典型的層狀結構和非層狀結構這兩種結構形式。
　　 在熱學性能方面，涂層的熱導率都隨溫度的升高而降低，摻雜涂層的熱導率低于納米YSZ涂層，說明適量摻雜La2O3，Nb2O5可以進一步降低涂層熱導率；在同樣的邊界條件下，摻雜納米涂層比納米YSZ涂層具有更好的隔熱性能；熱震實驗結果表明，添加La2O3和Nb2