纳米氧化锆热障涂层高温腐蚀性能研究.pdf

摘要本文研究了等离子喷涂制备的纳米氧化锆热障涂层的结构与性能,并与同种方法制备的常规热障涂层进行了对比。鄄旆⑾殖粱哪擅淄坎憬峁怪旅埽具有大量微小的分布均匀的孔洞;鄄煜允酒涠峡诒砻嫘蚊渤势憬峁梗问有明显的孔隙,片层由大量柱状晶组成,鄄毂砻髦淳У某叽绱笤嘉籜相分析表明纳米氧化锆热障涂层的相结构为四方相。纳米涂层硬度比常规涂层提高了大约%以上。纳米涂层的抗热冲击性能比常规涂层有明显的改善,其结合强度明显高于常规涂层的结合强度。同时纳米热障涂层的隔热效果比常规氧化锆涂层优越,涂层的力学性能显著提高。纳米坎阍阄录把费趸螅赮秸辰岵憬缑嫔闪肆讲氧化物膜,上层为、的混合氧化物,下层为连续的层。在循环时,涂层仍保持完整,表现出了良好的抗氧化性能。与采用同种工艺喷涂的常规坎阆啾龋擅譟涂层的氧化性能没有明显提高,这与纳米坎憔Я长大有关。鄄旆⑾郑费趸螅坎愕木Я3叽缰饕7植荚~之间,与常规坎阆嘟Q趸螅街滞坎愕南嘟峁共环⑸谋洌然为四方相。廴诹蛩嵫胃螅擅淄坎愕母丛鲋芈缘陀诔9鎅涂层,在陶瓷层,粘结层之间形成了连续的ぃ硐殖隽肆己玫目沽蛩嵫胃葱阅堋腐蚀后两种涂层体系中都没有发现硫化物的生成。熔融硫酸盐腐蚀后两种涂层的相结构仍然是四方相。关键词:热障涂层:等离子喷涂;高温氧化腐蚀;纳米氧化锆沈阳理工大学硕士学位论文
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作者┳:辅学位论文作者签名:掰墼丽娟:月妇硕士学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书沈阳理工大学本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文本人郑重声明:本论文的所有工作,是在导师的指导下,由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出,并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。日期的规定,即:沈阳理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄊ指导教师签名:期:≯刃期:
┥⑼坎第一代涂层差。因而在简单渗铝涂层的基础上,发展了第二代一改性的铝化物涂层【”。随着航空、航天及民用技术的发展,热端部件使用温度要求越来越高,高温合金及单晶已达到材料的极限状况。目前,所有涡轮叶片无一例外地施加抗高温腐蚀防护涂层。而且越是性能先进的燃气涡轮发动机,进口温度越高,对防护涂层的防护功能要求越高,不仅要具有抗高温腐蚀功能,还要求具有隔热效果⋯。防护涂层从热扩散单一铝化物涂层,型包覆涂层和热障涂层,经历了约年。过了四代⋯。发展到改性铝化物涂层,再到迄今为止,典型的防护涂层体系已经经自年M亓巳壤┥⑸镣坎恽笾两瘢嗉谭⒄沽肆辖缤糠ǹ、熔盐电解法【亢头勰┌穹╢等多种热扩散技术。铝化物涂层的结构取决于渗剂中铝的活度、渗铝温度、基材成分及处理工艺等因素【俊R源磕湍呶潞匣嵛@渗铝后生成两种基本类型的扩散涂层。第一类是铝从铝活度较高的渗涂介质向内扩散,生籒唷M嘶鸷螅蛲饫┥ⅲ。第二类是由基体合金中的向外扩散并与适当活度的铝反应生成稳定一涂层。甋等人口ü贗合金上渗铝发现,高活度渗铝得到的是粗糙锯齿状的细晶表面结构,而低活度得到的是平整的粗晶结构。扩散涂层属于表面改性的一种,它的特点是涂层工艺简单,性能稳定,成本低。工件渗铝层的表面生成致密、坚固、连续的氧化铝薄膜,能提高合金基材的高温抗氧化性能。但是渗铝涂层很脆,退化速度快,易发生相变,抗热腐蚀能力
.男缘穆粱锿坎第二代涂层在所有改性铝化物涂层中,暌籄坎愕男Ч钕灾等人㈦,在铝化物涂层中加入,、、及稀土元素等,达到改善性能的目的。遹热松狙芯苛瞬粼恿薱￡、、和后的铸态的氧化和热腐蚀行为,发现这些元素都在一定程度上提高了合金的抗氧化性能,但都不及效果好,只有可以显著提高合金的抗热腐蚀性能。.共渗通常采用两步法,在铝化物涂层的作用研究发现,可以提高涂层的组织稳定性,阻碍富相在涂层外层析出,阻止难熔金属、等扩散到涂层外层。热恕’’的研究结果表明在铝化物涂层中可能的最大作用是抑制了涂层与膜之问的空洞形成,从而提高了さ慕岷狭Α狝坎愕闹票腹ひ帐鞘紫仍诤辖基体上电镀一层,然后退火,最后渗铝。对基合金而言,依据不同的工艺条件,所得到的涂层有两种结构类型。一种为单一的—相,这种涂层脆性较大。另一种为双相组成。这两种涂层都已在工业燃气轮机叶片的表面防护等人研究发现—涂层也具有比普通铝化物涂层更好的抗恒