一、Investigation on plasma-sprayed ZrO_2 thermal barrier coating on nickel alloy substrate（论文文献综述）
林冰涛[1]（2021）在《VW75镁合金等离子喷涂热障涂层工艺优化及失效行为研究》文中进行了进一步梳理随着航空航天、武器装备轻量化需求的不断增加,高质量低密度材料的研究开发越发获得重视。镁合金作为最轻的金属结构材料,可以满足上述领域的需求。近年来,镁合金在高端武器装备中的应用逐年增加,应用的领域范围也在不断扩大,但是镁合金因自身不可忽视的缺点,限制了其在相关领域的应用,最为典型的就是常规镁合金耐热性不足的问题。目前来看,添加合适的合金化元素以及进行适当的表面处理是提高合金耐热性最为有效的办法。既有研究表明,陶瓷的导热系数极低,具有很好的耐热性能,而且目前在镁合金表面增加陶瓷层的方法也得到了突破,通常情况下有微弧氧化和等离子喷涂两种方式,由于构层组织和施加方式的不同,使得其应用的场景以及寿命各有不同。目前关于微弧氧化的研究及结果相对较多,被认为是提高镁合金耐腐蚀特性的重要手段,但是由于涂层厚度相对较薄,耐热性能的提升并非最优。相比等离子喷涂的热障涂层,由于具有双层结构,无论从构层本身还是组合方式,对提高耐热性能都具有极大的潜力。VW75镁合金作为具有完全自主知识产权的新型超高强镁合金,越来越多地应用在航空航天、武器装备中,特别是在某些特定的飞行器中。为了能够进一步扩大镁合金的应用范围,提升其在国防军事领域的重要地位。本论文以VW75稀土镁合金为对象,利用科学试验方法,设计正交试验方案,采用等离子喷涂技术在VW75镁合金表面喷涂氧化钇部分稳定的氧化锆（YSZ）粉末并优化工艺参数,以提高材料的抗氧化性能,降低材料的导热性能。通过光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）、电化学工作站、风洞试验机等测试手段,研究VW75镁合金表面涂层性能,实现对等离子喷涂的热障涂层的关键性能参数的有效调控,发现热障涂层在制备过程中的失效机理,同时,系统研究热障涂层的耐高温性能、耐腐蚀性能、耐磨损性能、电弧风洞服役性能等,分析热障涂层的失效形式及具体原因,为进一步提升含热障涂层VW75镁合金在航空航天、武器装备中的应用打下坚实的理论基础及获得科学有效的试验数据。选择粒度分布d（0.5）为40-80μm之间纳米颗粒团聚氧化钇部分稳定氧化锆粉末作为等离子喷涂的原料,粒度分布d（0.5）为78.5 μm的NiCrAlY合金粉末作为粘接层材料,采用美国普莱克斯公司生产的大气等离子喷涂系统在VW75镁合金试样表面制备涂层,同时选用瑞士 ABB公司的喷涂机械手操作系统控制涂层喷涂的薄厚统一。采用正交试验方法,以喷涂电流（A）、喷涂距离（mm）、主气流量（SCFH）、辅气流量（SCFH）、喷涂速度（mm/s）以及送粉量（g/min）六个参数作为正交试验的因素构造了六因素五水平正交试验表,用极差分析方法对试验测试结果进行计算和分析,采用加权综合评分的方式对涂层的综合性能进行综合评价,根据综合评分结果分析,确定出上述各个因素对涂层综合性能影响重要程度顺序为:主气流量最大,喷涂电流、喷涂速度、送粉量、辅气流量依次减小,喷涂距离对涂层的综合性能影响最小,优选出了 VW75镁合金表面等离子喷涂ZrO2涂层的最佳工艺参数为:喷涂电流为875 A、喷涂距离为85 mm、主气流量为75 SCFH、辅气流量为45 SCFH、喷涂速度为400mm/s、送粉量为 30 g/min。通过扫描电子显微镜、光学显微镜、电化学分析、3.5 wt.%NaCl浸泡试验、中性盐雾试验等测试方法开展了等离子喷涂、微弧氧化态与原始VW75镁合金的浸泡析氢试验,比较了三种状态合金的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度、交流阻抗值和腐蚀速率,发现两种表面处理试样的自腐蚀电位、自腐蚀电流密度、交流阻抗值均远优于原始T5态VW75镁合金,均能在浸泡前期对基体起到很好的保护作用,其中微弧氧化态耐腐蚀性能更佳;等离子喷涂后的样品耐腐蚀性有所改善,但长期腐蚀后结合层与基体界面处发生严重的界面腐蚀,导致涂层脱落失效。对等离子喷涂后合金在盐雾及浸泡试验过程中加速腐蚀的原因进行了讨论,认为陶瓷层在中性盐雾腐蚀过程由前期的膜层腐蚀发展到后期的基体腐蚀,腐蚀介质容易穿过陶瓷层缺陷到达粘接层后贮存,累积后通过腐蚀通道接触到镁合金基体时,在Cl-、Cr3+与Ni+离子的作用下基体严重腐蚀,陶瓷层彻底失效。VW75镁合金在250℃以上使用时仍然存在着不足,为了进一步提高合金的耐热性能,选择VW75-T5态、微弧氧化态以及等离子喷涂态合金,对合金在高温条件下短时服役和长时服役过程的组织进行了系统研究,通过分析三种不同表面状态的合金蠕变断裂机理,探究合金的蠕变机制。对其高温短时断裂性能以及抗热震性能进行了研究,发现在低应力状态下,等离子喷涂后VW75镁合金的最小蠕变速率以及总蠕变量表现最好,在250℃/150MPa时,等离子喷涂后的VW75镁合金在42.8h断裂,蠕变速率高于两外两种状态。在125 MPa时,等离子喷涂后的VW75镁合金在各个温度段均表现出较好的抗蠕变性能。通过线性回归法求解了三种状态合金的蠕变激活能分别是 130.3 kJ/mol、129.8 kJ/mol 以及 118.4 kJ/mol,应力指数 n 分别为 4、3.77 以及4.84,显示合金在250℃时的蠕变机制接近位错攀移机制,涂层的添加抑制了合金的进一步塑性变形,具有保持稳定性的可能。分析了合金的蠕变失效行为,研究了温度、保温时间以及涂层种类三个维度下合金的高温拉伸性能,发现微弧氧化以及等离子喷涂合金的性能波动相对较小,等离子喷涂后,合金的晶粒尺寸长大、基体强化相消失和晶界强化相长大,是合金在短时拉伸过程中性能下降的根本原因。分析了不同类别防护对涂层高温性能的综合影响机理,等离子喷涂涂层在158次热循环后整体剥落,陶瓷层与粘接层中的微裂纹和孔隙尚未发展为宏观裂纹,可以认为各层内部的结合相当致密,涂层质量很高,热障涂层的失效位置发生在镁合金基体与粘接层之间,涂层各层热膨胀性能差异是产生裂纹的重要原因。另外TGO的加厚也是发生剥落的重要原因。通过研究等离子喷涂前后VW75合金的动态摩擦系数及三维磨损形貌,发现等离子喷涂VW75镁合金在室温下其平均摩擦系数为0.247,在100℃下平均摩擦系数为0.784,200℃下平均摩擦系数为0.850,300℃下平均摩擦系数为0.754。而无涂层的VW75镁合金在室温下平均摩擦系数为0.108,在100℃下平均摩擦系数为0.578,200℃下平均摩擦系数为0.621,300℃下平均摩擦系数为0.495,带有涂层的VW75是无涂层VW75镁合金平均摩擦系数的两倍,但是带有涂层的VW75镁合金其在干摩擦磨损试验中,磨损体积少,其耐磨性优于无涂层的VW75镁合金;分析了不同温度下两种合金的摩擦系数变化规律,发现无涂层合金室温下摩擦系数变化不大,随着温度的升高而剧烈波动,而有涂层的VW75镁合金的摩擦系数无波动,摩擦系数都是随着试验的进行逐渐增大;无涂层的VW75镁合金的磨损表面呈现犁沟-山脊交替形貌,温度为200℃时磨痕深度相较于其他温度来说最大,有涂层的VW75镁合金的磨损表面呈现孤岛状突出峰-剥落坑形貌。电弧风洞热试验是检验等离子喷涂VW75镁合金综合性能的最有效办法之一,也是检测最终服役效果的有效手段。风洞试验装置控制不同样品保持相同的总温度、总压以及静温作为气动热输入条件,通过样件背温高低反映不同方案的隔热效果,评价不同合金的阻热性能。风洞试验后,涂层与基体的结合力良好,没有出现鼓包、脱落等现象;VW75镁合金样件内侧金属基体的升温速度由无涂层时的0.8℃/s降低至有涂层时的0.39℃/s,升温速度率降低了约50%。风洞试验结果表明,涂层结合性能良好、阻热效果显着,能满足未来的服役工作环境和工作要求。风洞试验获得了不同状态合金的升温曲线以及升温速率,通过参考CMC模型,构建了结构方程,计算得到热障涂层覆盖的VW75镁合金和ZK60镁合金的导热系数分别为6.44 W/（m·K）和6.84W/（m·K）,前者比后者的导热系数低,与风洞考核试验中的金属基体温升速率有较好的对应关系,验证了导热系数与风洞试验中基体升温速率的关系。
姬梅梅,朱时珍,马壮[2]（2021）在《航空航天用金属表面热防护涂层的研究进展》文中指出高温合金材料凭借其优异的综合性能而广泛应用于航空航天领域热端部件。近年来,随着航空航天技术的不断发展,飞行器的热端部件正逐渐面临着更为严峻和复杂的服役环境,因此对高温合金的耐高温、抗氧化等使用性能提出了更高的要求。表面涂层技术由于具有约束条件少、可设计性强、技术类型和材料的选择空间大、经济环保等优点,成为目前最常用的热防护技术手段之一,具有广阔的应用前景和良好的发展潜力。综述了热障涂层、抗氧化涂层材料的研究进展,主要包括YSZ、稀土锆酸盐、稀土六铝酸盐、氧化物、金属间化合物等,并在此基础上探讨了多种热防护涂层的制备方法、工作原理、适用范围。针对性地提出了航空航天用高温合金表面热防护涂层未来发展的方向,即继续优化涂层材料的成分设计,改善涂层与基体之间的界面结合,综合多种热防护机理选用合适的技术方法制备多层多功能耦合热防护涂层,使其更好地适用于航空航天用金属的表面热防护。
杨明[3]（2020）在《低导热超高温热障涂层的制备及其性能研究》文中研究表明热障涂层是一种沉积在高温合金基底表面,保护基底材料免受高温侵蚀的陶瓷材料。因其良好的耐高温性、较低的热导率、与基底匹配的热膨胀性能而被广泛应用在航空发动机燃烧室等高温部件表面,成为现代航空设备（燃烧室、进气道、尾喷管等）不可取代的隔热材料。目前实际广泛使用的热障涂层是氧化钇部分稳定氧化锆（YSZ）,而YSZ陶瓷材料长时间使用温度不能超过1200℃。在航空、航天领域,随着高超音速飞行器的出现及发展,其高温部件表面温度已经远远超过1200℃,需求接近2300℃,涂层表面温度达到1600℃以上,现有的热障涂层已经不能满足武器型号的超高温需求,必须研制超高温条件下使用的新型低导热系数热障涂层。因此,具有低导热系数、高热膨胀系数、高温相稳定性、低烧结率和耐高温腐蚀性能的新型陶瓷涂层成为研究的重点和热点。本文针对航空事业发展的迫切需求,以综合性能较好的氧化锆为主体材料,通过掺杂稀土元素和非稀土元素构造多元固溶体体系,设计合成新型低导热超高温热障涂层材料 Mo.02Gd0.025Yb0.025Y0.05Zr0.88O1.94（M=Dy、Er、Eu、Sm、Nd）和N0.02Dy0.02Gd0.025Yb0.025Y0.05Zr0.86Ox（N=Ti、Mn、Si、Mg、Cr）。系统研究了热障涂层粉体、涂层的晶型结构和涂层热力学性能,并分析了离子半径和化合价对涂层性能的影响;同时借助现代计算机模拟技术,模拟涂层在烧蚀过程中温度场变化、热应力变化和形变,预测了涂层最容易失效的位置;为进一步提高涂层性能,对涂层孔隙结构进行了设计,改善涂层热应力集中问题,延长热障涂层使用寿命,提高了涂层的隔热性能,降低了到达高温合金基底的温度。具体研究内容和结果如下:（1）二元离子掺杂（La1-xScx）2Zr2O7粉体和涂层制备及其性能研究对热导率较低的La2Zr2O7涂层进行掺杂改性,采用半径较小的近稀土 Sc3+离子进行掺杂,研究了不同含量Sc3+离子掺杂对涂层热力学性能的影响,结果表明,钪离子掺杂能降低锆酸镧涂层的热导率。当Sc3+掺杂量为0.1时,其热导率最低,其中掺杂Sc0.1在1600℃时,涂层热导率比单一 La2Zr2O7涂层的热导率降低8.8%。（2）四元M0.02Gd0.025Yb0.025Y0.05Zr0.88O1.94陶瓷粉体和涂层制备及其性能研究采用高温固相法制备的新型四元M0.02Gd0.025Yb0.025 Y0.05Zr0.88O1.94陶瓷粉体物相单一、晶体结构良好。而且粉体制备工艺简单、产量高、性能稳定,适合规模化批量生产。利用大气等离子喷涂工艺,在高温合金（GH4169）基底的表面先制备厚度约为100μm厚的NiCoCrAlY金属粘结层,最后在粘结层表面制备陶瓷面层。与YSZ涂层进行对比,新型超高温热障涂层的高温抗烧蚀性能更好,热导率更低,可作为未来航空发动机的超高温热障涂层。（3）五元N0.02Dy0.02Gd0.025Yb0.025Y0.05Zr0.86Ox掺杂改性陶瓷粉体和涂层制备及其性能研究针对上述四元稀土氧化锆基热障涂层抗热震性能欠佳的情况,我们利用熔点较低的非稀土氧化物对其进行了进一步的掺杂改性。同时,元素半径差异大能改变平均自由程,增大散射面,增加声子散射,最终降低热导率。通过固相法制备的改性五元陶瓷涂层在保持了四元涂层的优点外,提高了涂层的抗热震性能,同时降低涂层的热导率,特别是在1600℃,其热导率为0.974 W/（m·K）,比传统YSZ（1.749 W/（m·K））涂层热导率降低了 44.3%。因此,改性后的新型热障涂层是航空发动机隔热材料的理想选择。（4）热障涂层孔隙结构设计及其热力学性能研究一方面通过掺杂改性的化学手段对涂层性能进行改进,另一方面在现有涂层的基础上对涂层的物理孔隙结构进行设计。理论计算能以最低的成本和最快的速度优化涂层孔结构,对未来涂层结构的设计优化起到理论指导作用。通过计算发现带有半圆形孔隙结构的涂层具有最小的应变、最佳的隔热性能和最小的热应力。这是首次通过对涂层进行物理孔结构的改进来提升涂层性能的尝试及报道。
李政[4]（2020）在《大气等离子喷涂纳米5wt.%YSZ和8wt.%YSZ涂层的组织与性能研究》文中提出由于氧化钇稳定氧化锆（yttria-stabilized zirconia,YSZ）陶瓷具有高熔点、低热导率、高的热膨胀系数、化学性质稳定等特点,作为性能良好的隔热涂层,广泛应用于航空、航天、能源等诸多领域。为了与装备性能不断发展的需求相适应,对YSZ隔热涂层性能进行不断的探索与优化成为相关领域的重要研究方向。本研究使用大气等离子喷涂技术,喷涂5wt.%Y2O3-ZrO2和8wt.%Y2O3-ZrO2纳米团聚粉,成功制备了 5YSZ和8YSZ涂层,对原始涂层进行了观察和对比。为对比5YSZ和8YSZ涂层的耐高温性能,将两种涂层在1400℃下进行热处理,对比5YSZ和8YSZ涂层在热处理后的微观结构、维氏硬度、相组成、隔热性能区别,分析了高温对涂层组织、性能产生的影响。研究中还采用冷热循环的方式进行了抗热震实验,讨论了热震后YSZ涂层失效的原因。实验结果表明,采用375A的喷涂电流获得了二元结构的5YSZ和8YSZ涂层,涂层中的纳米区域含量分别为50%±1%和52%±1%。原始YSZ涂层由t+t’相组成,1400℃热处理引起YSZ发生t→m相变,5YSZ和8YSZ涂层中m相的含量随热处理时间延长,分别升高到63%和33%。对比经过热处理后的涂层,5YSZ表现出更良好的抗烧结收缩特性和抗颗粒生长特性,以及更高的断裂韧性,并且5YSZ涂层的维氏硬度值比8YSZ低14%。5YSZ涂层在热震实验中表现出更良好的抗热震性能,在1000℃保温进行热震实验时,5YSZ涂层的热循环寿命比8YSZ长25%以上。5YSZ的耐高温烧结性能优于8YSZ,导致5YSZ具有更突出的抗热震性能。热震后5YSZ和8YSZ涂层中的残余压应力值分别为92MPa和454MPa,较高的残余应力引起了 8YSZ涂层失效。
谢敏[5]（2020）在《Er2O3掺杂新型热障涂层材料结构及性能研究》文中进行了进一步梳理随着航空飞行器推重比的不断增加,其发动机燃烧室温度越来越高,工作环境也更加苛刻,这对热障涂层结构稳定性、热学、力学以及热辐射性能等方面都提出了更苛刻的要求。目前,热障涂层领域广泛使用的是氧化钇稳定氧化锆（YSZ）陶瓷材料,稀土锆酸盐作为一种新型的热障涂层材料也受到了广泛关注。但YSZ热障涂层的热导率相对较高,高温热辐射吸收率低、在高温下容易发生相变造成涂层开裂脱落并失效;稀土锆酸盐则由于其热膨胀系数低、断裂韧性差等原因不能获得广泛应用。利用稀土氧化物对热障涂层材料掺杂改性成为新型热障涂层材料的主要研究方向之一。众多稀土氧化物中,Er2O3在改善ZrO2和La2Zr2O7陶瓷材料晶体结构稳定性及热导率等方面表现出一定的优越性,但其对不同热障涂层材料其他性能的影响及在EB-PVD热障涂层中的应用鲜见报道,缺乏全面、系统以及深入的研究。本文利用稀土氧化物Er2O3分别对9YSZ和Sm2Zr2O7两种不同的热障涂层材料掺杂,采用固相合成法制备了Er2O3掺杂9YSZ（ESZ）和（Sm1-xErx）2Zr2O7陶瓷材料,系统地考察了Er2O3及其掺杂量对材料晶体结构及其高温稳定性、显微组织形貌、热膨胀、热导率、热辐射以及力学性能的影响;采用电子束物理气相沉积（EB-PVD）在金属基体上制备了 ESZ热障涂层,测试并分析热障涂层1100℃热冲击寿命及失效原因;获得Er2O3对两种热障涂层材料结构及性能的影响机制。主要研究结果表明:（1）Er2O3的掺杂提高了 ESZ陶瓷材料及其EB-PVD涂层四方相结构的稳定性,高温1300℃以下无相变,1400℃有少量单斜m相生成;随着Er2O3掺杂量的增加,ESZ的高温结构稳定性增强;Er2O3掺杂后,（Sm1-xErx）2Zr2O7陶瓷材料晶格发生畸变,晶格振动减弱,表现为低序度的烧绿石结构。（2）Er2O3掺杂对晶体生长有一定的限制作用,ESZ的EB-PVD涂层柱状晶生长取向发生变化,柱状晶簇间隙减少,涂层表面粗糙度降低,进而使表面红外反射率增大。Er元素在（Sm1-xErx）2Zr2O7陶瓷材料中偏析于晶界处,抑制了晶粒的生长,使材料表现出一定的抗烧结性。（3）Er3+与Y3+和Sm3+的质量及半径差异增强了晶格中的声子散射,使两种材料的热导率均有所降低。1200℃时,10ESZ陶瓷材料热导率比9YSZ降低10%左右,（Sm1-xErx）2Zr2O7陶瓷材料比Sm2Zr2O7降低8%左右。（4）Er2O3的掺杂对ESZ和（Sm1-xErx）2Zr2O7固溶体晶格能及离子键强度的影响较小,或有降低作用。因此,ESZ陶瓷材料和（Sm1-xErx）2Zr2O7陶瓷的热膨胀系数都大于11 × 10-6K-1,（Sm1-xErx）Zr2O7断裂韧性由1.1MPa.m/2提高到 1.4MPa.m1/2 左右。（5）高温时,陶瓷材料辐射热导率基本与温度的三次方T3呈线性比例关系增大,Er2O3的光谱吸收特性及晶格振动模式的变化使ESZ陶瓷材料高温红外吸收（发射率）由0.65增大到0.75以上,短波6μm以下尤为显着;（Sm1-xErx）2Zr2O7的辐射热导率与红外发射率（吸收率）变化规律一致,随着Er2O3掺杂量出现先增大后减小的规律,Er2O3的最佳掺杂量为x=0.1,此时红外发射率达到0.75以上。（6）ESZ涂层失效的主要因素包括粘结层Al、Cr和Co等元素的扩散、TGO生长及演变造成的裂纹扩展。Er2O3掺杂后,ESZ涂层柱状晶簇间隙减少造成了应变容限降低,涂层1100℃热冲击3500次后开始失效。但随着Er2O3掺杂量的增加,涂层柱状晶尺寸变得均匀且堆积致密,阻碍了O元素的扩散,使粘结层TGO生长、演变程度减小,抗热冲击寿命又提高到4000次。
王朋鹤[6]（2020）在《连铸机拉矫辊等离子喷涂ZrO2+WC混合型热障涂层的研究》文中研究说明拉矫辊作为连铸机中的重要部件,长期处于1000℃左右高温、水冷交变等复杂工况下,辊面的热疲劳寿命会降低,磨损加剧;由于接触导热,拉矫辊两端轴承会因润滑失效而降低寿命。然而拉矫辊及配套零件在更换过程中费时费力,严重影响到钢坯的生产效率及企业的经济效益,因此提升连铸机拉矫辊及相关配件的寿命显得十分重要。其中提升阻热和耐磨是延长拉矫辊及相关配件寿命的重要途径。等离子喷涂技术是应用广泛的表面强化技术,通过等离子喷涂技术制备的涂层可以有效提升基体的耐磨、耐腐蚀、耐高温等性能。作为一种常见的等离子喷涂材料氧化锆是一种低热导率、耐高温、抗氧化的陶瓷涂层材料,广泛应用于航空航天、涡轮机叶片等领域。而碳化钨是一种高耐磨的合金材料。本课题通过复合的方法在拉矫辊表面制备出一层氧化锆与碳化钨的混合涂层,旨在提升拉矫辊的耐磨性及阻热性,延长拉矫辊的使用寿命。由于拉矫辊设备成本高,实验检测难度大,因此这里通过实验对连铸机拉矫辊等离子喷涂ZrO2+WC混合型热障涂层进行可行性研究。本课题首先通过机械混合制备了质量比1:1的ZrO2-8%Y2O3（8YSZ）和WC20Cr7Ni的混合粉末,利用等离子喷涂技术在拉矫辊表面及H13钢表面制备出镍包铝打底的混合涂层。通过扫描电镜分析了试件断面元素分布;设计阻热实验,对喷涂混合涂层、无涂层、氧化锆涂层及碳化钨涂层的H13钢试件进行阻热性能分析。结果表明混合涂层阻热效果优于无涂层与碳化钨涂层试件,接近氧化锆涂层试件。然后,对混合涂层试样进行硬度表征,并设计轧制实验检验混合涂层耐磨性及结合强度。结果表明混合涂层硬度超过1200HV远优于氧化锆涂层的800HV,但相比碳化钨涂层的1400HV要差。而混合涂层的耐磨性是氧化锆涂层的5-6倍,并且结合强度满足拉矫辊的实际工况要求。最后,对混合涂层的热冲击性能进行研究,检验混合涂层在拉矫辊剧烈温变环境下的抗热疲劳性能。设计了热冲击实验装置,进行热冲击试验,通过金相、EDS、XRD等对热冲击前后混合涂层进行分析。结果发现混合涂层在热冲击100次没有发生宏观剥落,并且混合涂层具有较好的相稳定性,但混合涂层内部存在一定量的孔隙,会加速涂层的局部剥落,并且在膨胀失配等因素的共同作用下长时间工作也将导致涂层的失效。
张盼盼[7]（2019）在《激光仿生耦合改性热障涂层的组织与性能研究》文中进行了进一步梳理广泛用于航空发动机叶片上的热障涂层作为一种先进的高温防护涂层,可显着降低涡轮叶片的表面温度,大幅延长叶片的服役寿命,提高发动机的推力和效率。因此,热障涂层与高温结构材料、高效气膜冷却技术并列为先进航空发动机涡轮叶片的三大关键技术。飞机在频繁起飞、续航和降落的循环过程中,发动机叶片将承受高温高速燃气、高应力、交变载荷、外来物冲击和腐蚀介质等多种因素的交互作用,热障涂层极易出现热疲劳剥落、高温氧化、冲蚀和热腐蚀等突出问题,最终使热障涂层过早失效。其中,热疲劳剥落是热障涂层失效的最主要形式,也是大气等离子喷涂制备氧化锆基热障涂层在服役过程中的瓶颈问题。因此,改善等离子喷涂制备热障涂层的抗热疲劳性能成为提高航空发动机叶片服役寿命的首要任务。本文基于自然界生物耦合止裂和抗疲劳功能原理,面向大气等离子喷涂制备的氧化锆基热障涂层,进行了仿生耦合抗热疲劳设计,采用激光表面改性技术在热障涂层表面制备仿生耦合结构,并通过优化激光加工参数、改进后热处理工艺,有效拓展了仿生耦合热障涂层的制备技术;研究了单元体形态耦元和材料耦元对仿生耦合热障涂层性能的影响规律,揭示了激光仿生耦合热障涂层抗热疲劳、抗冲蚀、抗热腐蚀性能的作用机理;在此基础上,采用激光合金化技术进一步强化单元体,显着改善了仿生耦合热障涂层的抗热震性能。主要研究结果如下:（1）形态耦元对仿生耦合热障涂层的性能有显着影响。点状仿生耦合热障涂层的结合强度和抗热震性能最佳,网格状仿生耦合热障涂层的隔热性能和抗固体颗粒冲蚀性能最优。优化单元体间距可进一步提高抗热震性能,单元体间距为3 mm时仿生涂层的抗热震性能更优,其热循环寿命是常规涂层的2.5倍。仿生单元体内微观柱状晶结构和宏观网状裂纹,使得涂层具有较高的应变容限能力,能够释放冷热循环过程中的热应力,降低了裂纹扩展驱动力,从而增强了仿生耦合涂层的热裂纹扩展抗力,提高了涂层的抗热震性能。（2）基于不同的陶瓷层母材,制备获得的仿生耦合热障涂层的性能提高比不同。相同陶瓷层母材下,仿生耦合热障涂层的结合强度、抗热震和抗热腐蚀性能均显着优于常规涂层。通过激光仿生耦合改性,结合强度提高比为CYSZ涂层（16%）>7YSZ涂层（11%）,隔热性能降低比为CYSZ涂层（15%）>7YSZ涂层（12%）,抗热震性能提高比为7YSZ涂层（150%）>CYSZ涂层（26%）,抗热腐蚀性能提高比为CYSZ涂层（13.8%）>7YSZ涂层（8.5%）。（3）利用激光合金化技术制备的组织和材料均不同于陶瓷层母材的仿生单元体,可进一步提升仿生耦合涂层的抗热震效果。含有不同质量分数TiAl3的仿生耦合热障涂层的抗热震性能均显着优于常规涂层,抗热震性能排序依次为10%TiAl3>15%TiAl3>5%TiAl3>20%TiAl3>25%TiAl3。其中,含有10%TiAl3的仿生耦合热障涂层的抗热震性能是常规涂层的3.1倍。在热震试验后期,仿生单元体中的TiAl3在高温下发生氧化反应,实现了裂纹的自愈合,延缓了垂直裂纹与水平裂纹的联接,推迟了涂层的剥落,从而导致抗热震性能进一步提高。（4）仿生耦合热障涂层的冲蚀失效过程主要经历了两个阶段:在冲蚀过程早期,具有孔隙结构的未改性区更易受到冲刷,导致涂层单个扁平粒子的断裂和破碎;在冲蚀过程后期,结构致密且高硬度的仿生单元体逐渐凸出,明显抵御了固体颗粒的冲蚀。仿生耦合热障涂层的冲蚀失效机制是脆性和部分塑性冲蚀。（5）熔盐和氧化锆稳定剂（Y2O3和CeO2）之间的热腐蚀反应,在7YSZ涂层表面形成了YVO4,在CYSZ涂层表面生成了YVO4和CeVO4热腐蚀产物并发生了CeO2的矿化。稳定剂的消耗导致t-ZrO2向有害相m-ZrO2转变。最终,由相变和热腐蚀产物产生的应力以及粘结层的氧化导致7YSZ和CYSZ涂层失效。而仿生单元体的致密结构和更低的表面粗糙度是仿生耦合热障涂层抗热腐蚀性能提高的主要原因。
唐荣荣[8]（2019）在《等离子喷涂8YSZ热障涂层的性能及工艺参数研究》文中进行了进一步梳理热障涂层（Thermal barrier coatings,TBCS）广泛应用于燃气轮机的动、静叶和航空发动机的涡轮叶片。通过将陶瓷材料涂覆在合金表面,利用陶瓷材料优异的耐高温、低热导率以及耐腐蚀等性能对金属基底进行防护,保障燃气轮机以及航空发动机的热端部件能够可靠运行。本文使用大气等离子喷涂工艺,在Inconel600镍基高温合金表面制备NiCoCrAlY金属粘结层和ZrO2-8%wtY2O3陶瓷层,通过制备涂层金相试样,利用光学显微镜观察分析涂层的截面微观形貌,利用扫描电镜观察分析涂层的表面微观形貌。观察发现涂层表面呈米白色,光滑平整,结构致密,由粉末颗粒熔融堆叠形成,颗粒熔化情况较好,整体呈小颗粒扁平化团聚堆叠形貌,涂层表面存在大量宽度小于1μm的裂纹;涂层的陶瓷层与粘结层、粘结层与金属基体之间的界面处结合都比较好,没有明显的裂纹存在,涂层组织较为致密,可以看出是熔融颗粒扁平化堆叠形成的层状薄片堆积而成,陶瓷层内均匀分布着孔隙。使用维氏显微硬度仪测试涂层的显微硬度,通过热震试验测试涂层的热震性能,通过结合强度试验测试涂层的结合强度,使用X射线应力仪测试涂层表面的残余应力。结果表明通过大气等离子喷涂制备的ZrO2-8%wtY2O3热障涂层具备良好的显微硬度、结合强度以及抗热震性能,并且通过对照试验发现,在试验范围内,涂层的显微硬度随着涂层厚度的增大而减小,涂层的结合强度随着喷涂功率的增大而增大,而涂层表面的残余应力与喷涂电流、氢气流量以及氩气流量密切相关,随着喷涂电流、氢气流量的增大以及氩气流量的减小,涂层表面的残余应力会随之增加。设计正交试验研究热障涂层的陶瓷层厚度和孔隙率与大气等离子喷涂工艺参数之间的关系,研究发现,工艺参数对陶瓷层厚度的影响程度从小到大依次为喷涂距离,氩气流量,电流,氢气流量,在试验范围内,随着电流与氢气流量的增大、氩气流量与喷涂距离的减小,陶瓷层厚度随之增大;工艺参数对陶瓷层孔隙率的影响程度从小到大依次为氩气流量,电流,氢气流量,喷涂距离,在喷涂过程中,当氩气流量从30 slpm/min增加到40 slpm/min时,氢气流量从5 slpm/min增加到10 slpm/min时,孔隙率随之增大;当氩气流量从40 slpm/min增加到50 slpm/min时,氢气流量从10 slpm/min增加到15 slpm/min时,孔隙率随之减小。当喷涂距离从5 mm增加到10 mm时,孔隙率随之减小,当喷涂距离从10 mm增加到15 mm时,孔隙率急剧升高,而随着电流的增大,孔隙率减小。通过ANSYS有限元分析软件,构建热障涂层的有限元模型,模拟涂层的制备过程,分析涂层内残余应力的形成机理和分布情况,结果显示陶瓷层与粘结层的接触界面和粘结层与基体的接触界面应力较为集中,涂层表面的应力集中现象最为严重,当8YSZ热障涂层模型的基体厚度取100μm,粘结层厚度取150μm,陶瓷层厚度取200μm时,涂层表面的最大残余应力达到248 MPa。并且通过对比发现,界面处的残余应力随着涂层厚度的增大而产生变化,涂层表面的残余应力随着涂层厚度的增大而增大。
王福元[9]（2019）在《晶须与稀土改性YSZ基热障涂层组织与性能研究》文中研究指明热障涂层（TBCs）因出色的隔热、抗氧化等性能成为高性能燃气轮机中不可或缺的组成部分,氧化钇稳定氧化锆（YSZ）是目前应用最成熟的TBCs材料。在TBCs的服役过程中,热应力的累积会在涂层中产生裂纹造成涂层过早失效,失去防护作用。本文在YSZ基等离子喷涂热障涂层中添加晶须以期提高涂层的断裂韧性,从而延长其服役寿命;在爆炸喷涂YSZ基涂层中掺杂稀土氧化物,以及利用晶须和稀土共改性,研究了涂层组织和其他性能的变化,探讨了不同状态下涂层中稀土发光的规律。研究结果表明:在等离子喷涂YSZ基涂层中分别添加硼酸铝晶须（AlBOw）和氮化硼晶须（BNw）增加了涂层的孔隙率,提高了涂层的断裂韧性和抗冲蚀性能。晶须通过裂纹偏转、晶须拔出和晶须桥接等机制抑制了裂纹的扩展,延长了涂层的寿命。但两种晶须对涂层抗热震性能的影响存在较大的差异,添加AlBOw的涂层的抗热震性能较YSZ涂层稍有下降,添加BNw的涂层的抗热震性能比YSZ涂层提高了62.2%。稀土氧化物Eu2O3和Nd2O3的掺杂对爆炸喷涂YSZ基涂层组织和性能的影响规律相似。稀土掺杂涂层的相结构由t相组成。随着稀土掺杂量的增加,涂层的孔隙率降低、显微硬度和断裂韧性得到提高;涂层的结合强度先升高后降低。Eu2O3和Nd2O3掺杂量为1%时涂层的热循环次数最高,分别为185次和200次,涂层的热震失效形式主要为陶瓷层内部的片层剥落。喷涂态涂层的发光强度随着稀土氧化物掺杂量的增加而增强。在经历热震实验失效后,Eu2O3掺杂涂层的发光强度发生一定程度的降低;Nd2O3掺杂涂层在594nm产生新的发射峰。晶须与稀土共改性YSZ基涂层中,10%晶须的增多使涂层的孔隙率增加了 23.5%,显微硬度和结合强度有所降低;但断裂韧性和抗热震性能提高了 8.5%和9.9%。晶须含量的增加使喷涂态涂层的发光强度降低;热震实验后,涂层的发射光谱均在594nm处产生新的发射峰。
虞礼嘉[10]（2019）在《GH4169合金表面YSZ/Al复合涂层的高温性能研究》文中指出GH4169高温合金是制造航空发动机中涡轮盘和叶片的主要材料。热障涂层对进一步提高高温合金的使用温度,延长服役寿命和降低燃油损耗方面都起到了重要的作用。目前广泛使用等离子喷涂技术来制备热障涂层,为了解决等离子喷涂后涂层表面存在较多孔隙和裂纹的问题,本课题在制备好的等离子喷涂热障涂层表面,利用射频磁控溅射技术制备一层金属Al层,从而形成一种复合热障涂层,来进一步提高涂层的抗氧化和耐腐蚀性能。采用SEM、EDS、XRD等材料测试方法,比较分析最佳工艺下制备的两种热障涂层的表面、截面形貌,元素分布及表面相组成,并对制备得到的涂层进行一系列力学性能测试。研究比较了等离子喷涂热障涂层和YSZ/Al复合热障涂层在不同温度下的高温氧化行为,并分析两者的氧化机理;还研究比较了等离子喷涂热障涂层和YSZ/Al复合热障涂层在熔融态CMAS环境下不同时间的腐蚀行为,并分析了两者的腐蚀机理。结果表明:（1）最佳工艺下制备的等离子喷涂热障涂层厚度约为300μm,YSZ/Al复合涂层厚度约为310μm,涂层间结合良好,元素沿着涂层厚度方向过渡均匀;YSZ/Al复合热障涂层表面平整无起伏,没有明显的孔洞和裂纹;等离子喷涂热障涂层的表面相组成主要是c-ZrO2和t-ZrO2相,而在YSZ/Al复合热障涂层表面检测到了c-ZrO2、t-ZrO2和Al相的存在。（2）YSZ/Al复合热障涂层的表面虽然硬度和弹性模量较低,但其粗糙度RMS数值仅为131.705,而等离子喷涂热障涂层的粗糙度RMS数值为194.691,YSZ/Al复合热障涂层表面更平整;YSZ/Al复合涂层中金属层与陶瓷层结合力为74.6N。（3）等离子喷涂热障涂层在750℃和850℃氧化条件下表现较为良好,具有一定的抗氧化性能,但在950℃氧化60小时后,涂层内部随着裂纹和孔洞的扩展,涂层出现剥落;YSZ/Al复合涂层在不同温度环境下氧化100小时后,依旧维持良好的抗氧化性能,表面未出现孔洞和裂纹。（4）当等离子喷涂热障涂层面临熔融态CMAS环境下腐蚀时,由于腐蚀造成ZrO2发生相变,带来涂层的体积膨胀,腐蚀60小时后涂层失效剥落;YSZ/Al复合热障涂层在熔融CMAS环境中腐蚀80小时后未出现孔洞和裂纹,始终能保持较好的抗腐蚀性能。
二、Investigation on plasma-sprayed ZrO_2 thermal barrier coating on nickel alloy substrate（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、Investigation on plasma-sprayed ZrO_2 thermal barrier coating on nickel alloy substrate（论文提纲范文）
（1）VW75镁合金等离子喷涂热障涂层工艺优化及失效行为研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 常用稀土镁合金 |
| 1.2 热障涂层 |
| 1.2.1 陶瓷层材料 |
| 1.2.2 粘接层材料 |
| 1.3 热障涂层的失效 |
| 1.3.1 TGO的形成和增厚 |
| 1.3.2 涂层中的应力 |
| 1.3.3 陶瓷层的烧结 |
| 1.3.4 裂纹的形成 |
| 1.4 热障涂层寿命的提高 |
| 1.4.1 粘接层成分及工艺优化 |
| 1.4.2 热障涂层结构的改变 |
| 1.5 研究目的及意义 |
| 1.6 研究内容 |
| 2 实验材料及研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.2 技术路线 |
| 2.3 试验方法及设备 |
| 2.3.1 热障涂层制备 |
| 2.3.2 微弧氧化涂层制备 |
| 2.3.3 涂层测试 |
| 3 VW75镁合金等离子喷涂工艺的优化 |
| 3.1 喷涂粉末状态优化 |
| 3.2 等离子喷涂工艺参数优化 |
| 3.2.1 正交试验设计 |
| 3.2.2 正交试验结果测试 |
| 3.2.3 试验数据计算和分析 |
| 3.2.4 最优等离子粉末喷涂工艺参数确定 |
| 3.3 本章结论 |
| 4 不同表面处理VW75镁合金腐蚀行为研究 |
| 4.1 T5态VW75镁合金形貌观察 |
| 4.2 不同表面处理VW75镁合金腐蚀行为 |
| 4.2.1 析氢及失重 |
| 4.2.2 腐蚀机理 |
| 4.3 本章结论 |
| 5 不同表面处理VW75镁合金耐热性能研究 |
| 5.1 不同表面处理VW75镁合金蠕变性能 |
| 5.1.1 不同表面处理VW75镁合金蠕变曲线 |
| 5.1.2 不同表面处理VW75镁合金蠕变机制研究 |
| 5.2 不同表面处理VW75镁合金蠕变断裂 |
| 5.2.1 断裂形态 |
| 5.2.2 蠕变断裂分析 |
| 5.3 不同表面处理VW75镁合金高温拉伸性能 |
| 5.4 等离子喷涂态VW75镁合金热震失效机制 |
| 5.5 本章结论 |
| 6 不同表面处理VW75镁合金耐磨性能研究 |
| 6.1 室温下摩擦磨损性能 |
| 6.2 100℃下摩擦磨损性能 |
| 6.3 200℃下摩擦磨损性能 |
| 6.4 300℃下摩擦磨损性能 |
| 6.5 本章结论 |
| 7 不同镁合金电弧风洞试验考核 |
| 7.1 风洞试验后的外观形貌 |
| 7.2 风洞试验阻热行为分析 |
| 7.3 不同镁合金涂层热传导机理研究 |
| 7.4 本章结论 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（2）航空航天用金属表面热防护涂层的研究进展（论文提纲范文）
| 1 涂层材料种类 |
| 1.1 热障涂层（TBCs) |
| 1.1.1 Y2O3部分稳定的Zr O2(YSZ) |
| 1.1.2 稀土锆酸盐 |
| 1.1.3 稀土铈酸盐 |
| 1.1.4 稀土钽酸盐 |
| 1.1.5 稀土磷酸盐 |
| 1.1.6 稀土六铝酸盐 |
| 1.2 抗氧化涂层 |
| 1.2.1 氧化物涂层 |
| 1.2.2 搪瓷涂层 |
| 1.2.3 金属间化合物 |
| 2 涂层制备方法 |
| 2.1 热喷涂 |
| 2.1.1 火焰喷涂 |
| 2.1.2 等离子喷涂 |
| 2.1.3 爆炸喷涂 |
| 2.1.4 超音速喷涂 |
| 2.2 激光熔敷法 |
| 2.3 气相沉积法 |
| 2.4 溶胶-凝胶法（Sol-gel) |
| 2.5 搪瓷涂覆法 |
| 2.6 涂料涂覆法 |
| 2.6.1 无机硅酸盐胶粘剂 |
| 2.6.2 无机磷酸盐胶粘剂 |
| 3 结语 |
（3）低导热超高温热障涂层的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 热障涂层简介 |
| 1.2 热障涂层材料发展历程及现状 |
| 1.2.1 传统热障涂层材料 |
| 1.2.2 新型热障涂层材料 |
| 1.3 热障涂层材料性能 |
| 1.4 粉体和涂层的制备方法 |
| 1.4.1 粉体的制备方法 |
| 1.4.2 涂层的制备方法 |
| 1.5 热障涂层材料热物性能的理论基础 |
| 1.5.1 热导率 |
| 1.5.2 热膨胀 |
| 1.5.3 比热容 |
| 1.6 点缺陷理论 |
| 1.6.1 电子缺陷和带点缺陷 |
| 1.7 热障涂层失效机制 |
| 1.7.1 热障涂层的应力失效分析 |
| 1.7.2 热障涂层的潮解失效分析 |
| 1.7.3 热障涂层的TGO失效分析 |
| 1.7.4 热障涂层的烧结失效分析 |
| 1.8 掺杂理论 |
| 1.9 论文选题依据及研究内容 |
| 第2章 材料制备与性能表征的方法与原理 |
| 2.1 药品信息 |
| 2.2 样品制备 |
| 2.2.1 固相反应法制备粉体 |
| 2.2.2 等离子喷涂制备涂层 |
| 2.3 表征分析技术 |
| 2.3.1 结构表征 |
| 2.3.2 热行为分析 |
| 2.3.3 涂层密度测试 |
| 2.3.4 粉体流动性 |
| 2.3.5 粉体松装密度 |
| 2.3.6 涂层潮解性能 |
| 2.3.7 X射线光电子能谱 |
| 2.3.8 拉曼测试 |
| 2.3.9 涂层强度分析 |
| 2.3.10 涂层高温烧蚀分析 |
| 2.3.11 涂层热震性能测试 |
| 2.3.12 涂层热导率 |
| 2.3.13 涂层热辐射发射率 |
| 第3章 二元离子掺杂氧化锆晶体结构和热物理性能 |
| 3.1 本章引言 |
| 3.2 粉体和涂层的制备及表征 |
| 3.2.1 粉体和涂层相结构 |
| 3.2.2 粉体和涂层微观形貌 |
| 3.2.3 粉体拉曼测试 |
| 3.3 涂层热力学性能表征 |
| 3.3.1 涂层的热导率分析 |
| 3.3.2 涂层的热震性能分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 三价稀土离子掺杂YYbGd晶体结构和热物理性能 |
| 4.1 本章引言 |
| 4.2 粉体制备及表征 |
| 4.2.1 粉体表征 |
| 4.2.2 粉体粒径分析 |
| 4.2.3 粉体流动性和松装密度 |
| 4.2.4 粉体热稳定性 |
| 4.3 涂层制备及性能表征 |
| 4.3.1 烧蚀涂层制备 |
| 4.3.2 涂层微观分析 |
| 4.3.3 拉曼测试 |
| 4.3.4 涂层热导率测试 |
| 4.3.5 涂层热辐射发射率 |
| 4.3.6 涂层隔热效果测试 |
| 4.3.7 涂层热震性能测试 |
| 4.3.8 涂层热冲击性能测试 |
| 4.3.9 涂层结合强度和剪切强度分析 |
| 4.3.10 涂层的潮解性能分析 |
| 4.3.11 涂层耐腐蚀性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 非稀土离子掺杂DyZr涂层热物理性能 |
| 5.1 本章引言 |
| 5.2 粉体制备 |
| 5.2.1 粉体表征 |
| 5.3 涂层制备及性能表征 |
| 5.3.1 涂层制备 |
| 5.3.2 涂层微观分析 |
| 5.3.3 拉曼测试 |
| 5.3.4 XPS分析 |
| 5.3.5 涂层热导率分析 |
| 5.3.6 涂层热辐射发射率分析 |
| 5.3.7 涂层的烧蚀性能分析 |
| 5.3.8 涂层的热震性能分析 |
| 5.3.9 涂层耐腐蚀性能分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 孔结构对涂层热物理性能影响 |
| 6.1 本章引言 |
| 6.2 涂层自带孔结构分析 |
| 6.2.1 有限元分析涂层几何模型的建立 |
| 6.2.2 数值模拟理论基础 |
| 6.2.3 数值模拟过程 |
| 6.2.4 自带孔结构涂层应力分析 |
| 6.3 热障涂层喷涂孔结构设计 |
| 6.3.1 模型设计 |
| 6.3.2 边界条件和初始条件 |
| 6.3.3 孔结构涂层热物性分析 |
| 6.4 结论 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 附录——不同元素的XPS特征峰 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（4）大气等离子喷涂纳米5wt.%YSZ和8wt.%YSZ涂层的组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 热喷涂技术原理及应用 |
| 1.2.1 热喷涂技术概述 |
| 1.2.2 热喷涂技术的特点及分类 |
| 1.2.3 等离子喷涂技术 |
| 1.3 氧化钇稳定氧化锆涂层 |
| 1.3.1 热障涂层概述 |
| 1.3.2 热障涂层的发展历程 |
| 1.3.3 热障涂层的特点 |
| 1.3.4 纳米结构YSZ涂层 |
| 1.4 热障涂层的研究进展 |
| 1.5 研究目的及内容 |
| 2 实验材料、设备及方法 |
| 2.1 实验材料及喷涂参数 |
| 2.1.1 实验材料 |
| 2.1.2 喷涂参数 |
| 2.2 热震实验 |
| 2.3 涂层金相试样制备 |
| 2.4 涂层微观结构观察 |
| 2.5 涂层相组成分析 |
| 2.6 涂层应力水平分析 |
| 2.7 涂层热扩散系数 |
| 2.8 涂层力学性能 |
| 3 原始YSZ涂层的组织与性能 |
| 3.1 原始涂层金相组织 |
| 3.2 涂层纳米区域含量 |
| 3.3 涂层显微维氏硬度 |
| 3.4 原始涂层形貌观察 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 YSZ涂层高温烧结特性研究 |
| 4.1 热处理后涂层的显微结构 |
| 4.1.1 涂层微观组织结构变化 |
| 4.1.2 涂层微观结构变化的表征 |
| 4.2 热处理后涂层的力学性能研究 |
| 4.2.1 涂层维氏硬度变化 |
| 4.2.2 涂层维氏硬度Weibull统计 |
| 4.2.3 涂层的断裂韧性 |
| 4.3 热处理后涂层的相组成 |
| 4.4 涂层隔热性能研究 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 5YSZ和8YSZ涂层的抗热震性能 |
| 5.1 涂层的热震实验结果 |
| 5.1.1 实验流程 |
| 5.1.2 实验结果与讨论 |
| 5.2 热震实验失效分析 |
| 5.2.1 TBC截面金相组织观察 |
| 5.2.2 YSZ涂层相组成分析 |
| 5.2.3 YSZ涂层内应力状态分析 |
| 5.2.4 YSZ涂层内应力水平计算 |
| 5.2.5 TBC截面显微结构分析 |
| 5.3 保温温度对TBC热循环寿命的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果 |
（5）Er2O3掺杂新型热障涂层材料结构及性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 研究背景及意义 |
| 2.1.1 热障涂层材料的应用 |
| 2.1.2 热障涂层材料结构体系 |
| 2.1.3 热障涂层粘结层材料 |
| 2.1.4 热障涂层陶瓷材料 |
| 2.2 热障涂层材料的研究现状 |
| 2.2.1 氧化钇稳定氧化锆(YSZ) |
| 2.2.2 稀土锆酸盐陶瓷材料 |
| 2.3 热障涂层材料制备技术 |
| 2.3.1 陶瓷材料的制备 |
| 2.3.2 热障涂层制备技术 |
| 2.4 热障涂层材料的失效原因 |
| 2.4.1 TGO的形成和演变 |
| 2.4.2 热膨胀系数不匹配 |
| 2.4.3 烧结和相变 |
| 2.4.4 CMAS腐蚀 |
| 2.5 热障涂层材料热物理性能影响机制 |
| 2.5.1 声子导热机理 |
| 2.5.2 热辐射及其屏蔽 |
| 2.5.3 热膨胀机理及性能改善 |
| 2.6 选题依据及内容 |
| 2.6.1 选题依据 |
| 2.6.2 研究内容 |
| 2.6.3 研究方法及技术路线 |
| 3 样品制备及性能表征 |
| 3.1 实验原材料 |
| 3.2 材料制备仪器与设备 |
| 3.3 样品制备方法 |
| 3.3.1 Er_2O_3掺杂YSZ陶瓷材料的制备 |
| 3.3.2 Sm_2Zr_2O_7陶瓷材料制备 |
| 3.3.3 EB-PVD热障涂层制备 |
| 3.4 物相组成表征与分析 |
| 3.4.1 X射线衍射分析 |
| 3.4.2 Raman光谱分析 |
| 3.4.3 微观组织形貌 |
| 3.4.4 表面粗糙度测试 |
| 3.5 热物理性能测试与分析 |
| 3.5.1 热膨胀系数 |
| 3.5.2 热扩散系数及热导率 |
| 3.5.3 DSC分析 |
| 3.5.4 红外发射率测试 |
| 3.6 体积密度 |
| 3.7 力学性能测试与分析 |
| 3.7.1 弹性模量 |
| 3.7.2 维氏硬度及断裂韧性 |
| 4 Er_2O_3掺杂YSZ陶瓷材料结构及性能研究 |
| 4.1 晶体结构分析 |
| 4.1.1 XRD晶体结构分析 |
| 4.1.2 Raman光谱分析 |
| 4.1.3 晶体结构稳定性 |
| 4.2 显微组织形貌 |
| 4.2.1 ESZ陶瓷材料的微观组织形貌 |
| 4.2.2 粗糙度分析 |
| 4.3 热膨胀系数及分析 |
| 4.3.1 热膨胀系数 |
| 4.3.2 热膨胀系数机理分析 |
| 4.4 热导率及机理研究 |
| 4.4.1 热容 |
| 4.4.2 热扩散系数及热导率 |
| 4.4.3 导热机理分析 |
| 4.5 热辐射特性 |
| 4.5.1 热辐射透过率 |
| 4.5.2 热辐射吸收特性 |
| 4.5.3 晶格振动对吸收特性的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 Er_2O_3掺杂YSZ EB-PVD热障涂层结构及性能研究 |
| 5.1 EB-PVD热障涂层晶体结构 |
| 5.1.1 XRD结构分析 |
| 5.1.2 涂层晶体结构稳定性 |
| 5.2 涂层显微形貌 |
| 5.2.1 涂层表面形貌 |
| 5.2.2 涂层截面形貌 |
| 5.2.3 涂层能谱分析 |
| 5.2.4 涂层表面粗糙度 |
| 5.3 抗热冲击性能 |
| 5.3.1 晶体结构变化 |
| 5.3.2 组织形貌变化 |
| 5.3.3 失效分析 |
| 5.4 涂层红外反射率 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 Er_20_3掺杂对(Sm_(1-x)Er_x)_2Zr_2O_7陶瓷材料结构及性能的影响 |
| 6.1 (Sm_(1-x)Er_x)_2Zr_2O_7晶体结构 |
| 6.1.1 XRD介析 |
| 6.1.2 Raman光谱分析 |
| 6.1.3 结构稳定性 |
| 6.2 显微组织形貌 |
| 6.2.1 SEM分析 |
| 6.2.2 表面粗糙度 |
| 6.3 热膨胀系数 |
| 6.3.1 陶瓷材料的热膨胀系数测试结果 |
| 6.3.2 热膨胀系数影响机理 |
| 6.4 热导率的测试与分析 |
| 6.4.1 热容的测试及计算 |
| 6.4.2 热扩散系数 |
| 6.4.3 热导率 |
| 6.5 热辐射性能 |
| 6.5.1 热辐射透过性 |
| 6.5.2 红外发射率 |
| 6.5.3 晶格振动的影响 |
| 6.6 力学性能测试与分析 |
| 6.6.1 硬度测试与分析 |
| 6.6.2 弹性模量及断裂韧性 |
| 6.7 本章小结 |
| 7 结论 |
| 8 创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）连铸机拉矫辊等离子喷涂ZrO2+WC混合型热障涂层的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题来源及背景 |
| 1.2 连铸机拉矫辊的失效原因及研究现状 |
| 1.2.1 连铸机的工作原理及拉矫辊的失效形式 |
| 1.2.2 提高连铸机拉矫辊寿命的研究 |
| 1.3 热障涂层的研究进展 |
| 1.3.1 碳化钨涂层的性质及应用 |
| 1.3.2 氧化锆涂层的发展及应用 |
| 1.3.3 混合涂层的应用及研究 |
| 1.4 本课题的研究的目的及内容 |
| 第2章 混合涂层的制备及阻热性能分析 |
| 2.1 混合涂层的制备思路 |
| 2.2 混合涂层的制备 |
| 2.2.1 喷涂粉末参数 |
| 2.2.2 等离子喷涂特点及设备 |
| 2.2.3 等离子喷涂参数 |
| 2.3 断面元素分布 |
| 2.3.1 实验设备 |
| 2.3.2 实验结果与讨论 |
| 2.4 阻热性实验 |
| 2.4.1 阻热性实验设计 |
| 2.4.2 阻热性实验材料及设备 |
| 2.4.3 阻热性实验结果及分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 混合涂层的耐磨性及结合强度分析 |
| 3.1 混合涂层硬度分析 |
| 3.1.1 实验材料及实验设备 |
| 3.1.2 硬度实验结果及讨论 |
| 3.2 混合涂层轧制实验分析 |
| 3.2.1 实验方案设计 |
| 3.2.2 轧制实验设备及材料 |
| 3.2.3 轧制实验结果及微观磨损对比 |
| 3.3 混合涂层结合强度分析 |
| 3.3.1 拉矫辊受力分析 |
| 3.3.2 传感器标定 |
| 3.3.3 轧制实验介绍 |
| 3.3.4 轧制实验结果 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 混合涂层热冲击实验及失效机理分析 |
| 4.1 热冲击装置设计 |
| 4.1.1 热冲击装置设计 |
| 4.1.2 热冲击实验装置 |
| 4.2 实验材料与方法 |
| 4.2.1 实验材料及制备方法 |
| 4.2.2 材料表征及分析 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 热冲击实验结果分析 |
| 4.3.2 金相结果分析 |
| 4.3.3 断面元素分布 |
| 4.3.4 XRD物相分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（7）激光仿生耦合改性热障涂层的组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 热障涂层的研究现状 |
| 1.2.1 热障涂层的结构体系 |
| 1.2.2 热障涂层的材料体系 |
| 1.2.3 热障涂层的制备技术 |
| 1.2.4 热障涂层的失效形式 |
| 1.2.5 改善热障涂层性能的方法与手段 |
| 1.3 生物耦合止裂原理及其仿生抗疲劳设计 |
| 1.3.1 生物耦合止裂功能原理 |
| 1.3.2 多元耦合仿生 |
| 1.3.3 仿生耦合抗热疲劳设计 |
| 1.4 激光仿生耦合改性技术 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第二章 试验材料与研究方法 |
| 2.1 热障涂层仿生结构设计 |
| 2.2 试验材料 |
| 2.2.1 基体材料 |
| 2.2.2 涂层材料 |
| 2.3 热障涂层制备方法 |
| 2.3.1 基体预处理 |
| 2.3.2 粘结层制备 |
| 2.3.3 陶瓷层制备 |
| 2.4 激光仿生耦合改性热障涂层的制备 |
| 2.4.1 激光加工制备系统 |
| 2.4.2 制备的部分激光仿生耦合改性热障涂层 |
| 2.5 涂层组织与性能表征 |
| 2.5.1 显微组织、表面形貌与粗糙度测量 |
| 2.5.2 显微硬度测量 |
| 2.5.3 物相分析 |
| 2.5.4 残余应力测量 |
| 2.5.5 结合强度测试 |
| 2.5.6 隔热性能测试 |
| 2.5.7 热震性能测试 |
| 2.5.8 抗固体颗粒冲蚀性能测试 |
| 2.5.9 抗热腐蚀性能测试 |
| 第三章 仿生耦合热障涂层的工艺参数优化及后热处理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 激光加工工艺参数优化及分析 |
| 3.2.1 正交试验设计方案 |
| 3.2.2 正交试验结果与分析 |
| 3.2.3 试验因素对单元体宽度及深度的影响规律及分析 |
| 3.2.4 激光加工参数的选择 |
| 3.3 仿生耦合热障涂层的后热处理 |
| 3.3.1 仿生耦合热障涂层的宏观残余应力 |
| 3.3.2 仿生耦合热障涂层的整体去应力退火 |
| 3.3.3 去应力退火对仿生耦合热障涂层残余应力的影响 |
| 3.4 本章小节 |
| 第四章 单元体形态对仿生耦合热障涂层的组织与性能影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 仿生耦合单元体的微观组织与形貌 |
| 4.2.1 表面形貌 |
| 4.2.2 显微组织 |
| 4.2.3 相结构 |
| 4.2.4 显微硬度 |
| 4.3 单元体形状对仿生耦合热障涂层性能的影响 |
| 4.3.1 不同形状仿生单元体的表面形貌与显微组织 |
| 4.3.2 不同单元体形状仿生耦合热障涂层的结合强度 |
| 4.3.3 不同单元体形状仿生耦合热障涂层的隔热性能 |
| 4.3.4 不同单元体形状仿生耦合热障涂层的抗热震性能 |
| 4.3.5 不同单元体形状仿生耦合热障涂层的抗固体颗粒冲蚀性能 |
| 4.4 单元体间距对仿生耦合热障涂层性能的影响规律研究 |
| 4.4.1 不同单元体间距仿生耦合热障涂层的隔热性能 |
| 4.4.2 不同单元体间距仿生耦合热障涂层的抗热震性能 |
| 4.5 本章小节 |
| 第五章 陶瓷层母材对仿生耦合热障涂层的组织与性能影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 陶瓷层材料及其影响规律 |
| 5.2.1 不同陶瓷层母体材料的显微组织 |
| 5.2.2 陶瓷层母体材料对单元体表面形貌与显微组织的影响 |
| 5.3 陶瓷层材料对仿生耦合热障涂层性能的影响 |
| 5.3.1 对仿生耦合热障涂层结合强度的影响及分析 |
| 5.3.2 对仿生耦合热障涂层隔热性能的影响及分析 |
| 5.3.3 对仿生耦合热障涂层抗热震性能的影响及分析 |
| 5.3.4 对仿生耦合热障涂层抗热腐蚀性能的影响及分析 |
| 5.4 本章小节 |
| 第六章 单元体材料对仿生耦合热障涂层的组织与性能影响 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 不同Ti Al3含量仿生单元体的微观组织与形貌 |
| 6.2.1 表面形貌 |
| 6.2.2 显微组织 |
| 6.2.3 相结构分析 |
| 6.3 单元体材料对仿生耦合热障涂层抗热震性能的影响 |
| 6.4 本章小节 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（8）等离子喷涂8YSZ热障涂层的性能及工艺参数研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 热障涂层概述 |
| 1.2 热障涂层结构 |
| 1.2.1 双层结构热障涂层 |
| 1.2.2 功能梯度结构热障涂层 |
| 1.2.3 多层复合结构热障涂层 |
| 1.3 热障涂层材料 |
| 1.3.1 陶瓷层材料 |
| 1.3.2 粘结层材料 |
| 1.4 热障涂层的制备方法 |
| 1.4.1 等离子喷涂 |
| 1.4.2 等离子喷涂的工艺参数 |
| 1.4.3 电子束物理气相沉积 |
| 1.4.4 激光熔覆技术 |
| 1.5 热障涂层的失效机理 |
| 1.5.1 应力引起的涂层失效 |
| 1.5.2 热生长氧化物(TGO)引起的涂层失效 |
| 1.5.3 孔隙和孤岛引起的涂层失效 |
| 1.6 主要研究内容 |
| 第二章 试验材料、设备和方法 |
| 2.1 试验材料和设备 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 涂层材料 |
| 2.1.3 试验设备 |
| 2.2 试验方案 |
| 2.2.1 喷涂工艺参数的选择 |
| 2.2.2 正交试验设计 |
| 2.3 样品制备 |
| 2.3.1 基体预处理 |
| 2.3.2 涂层样品制备 |
| 2.3.3 金相试样制备 |
| 2.4 涂层组织分析方法 |
| 2.4.1 陶瓷层厚度和孔隙率的测量 |
| 2.4.2 涂层微观形貌的观察 |
| 2.4.3 涂层表面残余应力测试 |
| 2.4.4 涂层显微硬度的测试 |
| 2.4.5 涂层热震性能的测试 |
| 2.4.6 涂层结合强度测试 |
| 第三章 8YSZ热障涂层性能分析 |
| 3.1 8YSZ热障涂层结构和形貌分析 |
| 3.1.1 8YSZ热障涂层结构分析 |
| 3.1.2 8YSZ热障涂层表面形貌分析 |
| 3.1.3 8YSZ陶瓷层截面形貌分析 |
| 3.2 8YSZ热障涂层的显微硬度分析 |
| 3.3 8YSZ热障涂层的抗热震性能分析 |
| 3.4 8YSZ热障涂层的结合强度分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 工艺参数对陶瓷层性能的影响规律 |
| 4.1 正交试验结果处理 |
| 4.2 陶瓷层厚度分析 |
| 4.3 陶瓷层孔隙率分析 |
| 4.4 陶瓷层残余应力分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 8YSZ热障涂层表面残余应力模拟分析 |
| 5.1 热障涂层残余应力的来源 |
| 5.2 残余应力有限元分析的基本原理 |
| 5.3 有限元分析建模 |
| 5.3.1 有限元建模 |
| 5.3.2 基本假设 |
| 5.4 模拟结果分析 |
| 5.4.1 涂层系统应变与应力分析 |
| 5.4.2 界面应力随涂层厚度变化分析 |
| 5.4.3 表面应力随涂层厚度变化分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文和专利 |
（9）晶须与稀土改性YSZ基热障涂层组织与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 热障涂层结构 |
| 1.2.1 传统双层结构 |
| 1.2.2 其他结构 |
| 1.3 热障涂层材料 |
| 1.3.1 氧化钇稳定氧化锆 |
| 1.3.2 新型热障涂层材料 |
| 1.4 热障涂层制备方法 |
| 1.4.1 大气等离子喷涂 |
| 1.4.2 电子束物理气相沉积 |
| 1.4.3 爆炸喷涂 |
| 1.5 热障涂层失效形式与机理 |
| 1.5.1 热应力失效 |
| 1.5.2 高温氧化失效 |
| 1.5.3 高温烧结失效 |
| 1.5.4 相变失效 |
| 1.5.5 CMAS腐蚀失效 |
| 1.6 热障涂层研究新进展 |
| 1.6.1 涂层增韧研究 |
| 1.6.2 稀土改性热障涂层研究 |
| 1.7 论文研究目的与内容 |
| 第2章 实验材料与研究方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 基体材料 |
| 2.1.2 粘结层材料 |
| 2.1.3 陶瓷层材料 |
| 2.1.4 改性材料 |
| 2.2 涂层制备过程 |
| 2.2.1 材料准备 |
| 2.2.2 喷涂制备涂层 |
| 2.3 涂层组织结构分析 |
| 2.3.1 涂层微观形貌分析 |
| 2.3.2 涂层物相分析 |
| 2.3.3 涂层孔隙率分析 |
| 2.4 涂层性能分析 |
| 2.4.1 涂层力学性能分析 |
| 2.4.2 涂层抗冲蚀性能测试 |
| 2.4.3 涂层抗热震性能测试 |
| 2.4.4 涂层发光性能测试 |
| 第3章 晶须改性YSZ基等离子喷涂热障涂层组织与性能研究 |
| 3.1 喷涂材料微观形貌与物相分析 |
| 3.1.1 YSZ粉末形貌与物相分析 |
| 3.1.2 晶须与复合粉末形貌与物相分析 |
| 3.2 涂层形貌及物相分析 |
| 3.2.1 涂层形貌分析 |
| 3.2.2 涂层物相分析 |
| 3.2.3 涂层孔隙率分析 |
| 3.3 晶须对涂层断裂韧性的影响 |
| 3.4 晶须对涂层抗冲蚀性能的影响 |
| 3.5 晶须对涂层抗热震性能的影响 |
| 3.5.1 涂层热震行为 |
| 3.5.2 晶须改性涂层热震失效机理分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 稀土改性YSZ基爆炸喷涂热障涂层组织与性能研究 |
| 4.1 YSZ粉末微观形貌与物相分析 |
| 4.2 Eu_2O_3改性YSZ基热障涂层组织与性能分析 |
| 4.2.1 Eu_2O_3改性涂层形貌与物相分析 |
| 4.2.2 Eu_2O_3掺杂对涂层孔隙率的影响 |
| 4.2.3 Eu_2O_3掺杂对涂层力学性能的影响 |
| 4.2.4 Eu_2O_3掺杂对涂层抗热震性能的影响 |
| 4.3 Nd_2O_3改性YSZ基热障涂层组织与性能分析 |
| 4.3.1 Nd_2O_3改性涂层形貌与物相分析 |
| 4.3.2 Nd_2O_3掺杂对涂层孔隙率的影响 |
| 4.3.3 Nd_2O_3掺杂对涂层力学性能的影响 |
| 4.3.4 Nd_2O_3掺杂对涂层抗热震性能的影响 |
| 4.4 稀土氧化物改性涂层发光性能分析 |
| 4.4.1 稀土氧化物对涂层发光性能的影响 |
| 4.4.2 热震对涂层发光性能的影响及机制分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 晶须与稀土共改性涂层组织与性能研究 |
| 5.1 涂层形貌与物相分析 |
| 5.1.1 涂层形貌与物相分析 |
| 5.1.2 晶须含量对涂层孔隙率的影响 |
| 5.2 晶须含量对涂层力学性能的影响 |
| 5.2.1 晶须含量对涂层显微硬度的影响 |
| 5.2.2 晶须含量对涂层断裂韧性的影响 |
| 5.2.3 晶须含量对涂层结合强度的影响 |
| 5.3 晶须含量对涂层抗热震性能的影响 |
| 5.3.1 涂层热震行为 |
| 5.3.2 涂层热震失效机理分析 |
| 5.4 涂层发光性能分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（10）GH4169合金表面YSZ/Al复合涂层的高温性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 镍基高温合金概述 |
| 1.2.1 镍基高温合金简介 |
| 1.2.2 GH4169 合金简介 |
| 1.3 热障涂层(TBCs)概述 |
| 1.3.1 热障涂层的发展历史 |
| 1.3.2 热障涂层的结构 |
| 1.3.3 陶瓷层材料和粘结层材料 |
| 1.3.4 热障涂层的制备工艺 |
| 1.3.5 热障涂层失效机制 |
| 1.3.6 热障涂层的发展趋势 |
| 1.3.7 热障涂层抗CMAS腐蚀的研究现状 |
| 1.4 磁控溅射技术概述 |
| 1.4.1 磁控溅射技术原理 |
| 1.4.2 磁控溅射技术优势 |
| 1.5 课题的目的和意义 |
| 1.6 课题研究目标 |
| 1.7 课题研究内容 |
| 1.8 实验方案及技术路线 |
| 第二章 实验材料、设备及方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.2.1 基体材料 |
| 2.2.2 复合热障涂层材料 |
| 2.3 实验设备 |
| 2.3.1 等离子喷涂设备 |
| 2.3.2 磁控溅射及退火设备 |
| 2.4 实验过程 |
| 2.4.1 等离子喷涂 |
| 2.4.2 磁控溅射及退火 |
| 2.5 涂层性能测试 |
| 2.5.1 涂层硬度测试 |
| 2.5.2 涂层结合力测试 |
| 2.5.3 涂层纳米压痕测试 |
| 2.5.4 涂层表面粗糙度测试 |
| 2.6 高温氧化实验 |
| 2.7 热腐蚀实验 |
| 2.8 涂层显微组织和相组成分析 |
| 2.8.1 显微组织分析 |
| 2.8.2 相组成分析 |
| 第三章 复合热障涂层的组织及性能分析 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 两种热障涂层的组织形貌和成分分析 |
| 3.2.1 两种热障涂层表面宏观形貌 |
| 3.2.2 等离子喷涂热障涂层表面组织形貌和成分分析 |
| 3.2.3 等离子喷涂热障涂层截面组织形貌和成分分析 |
| 3.2.4 复合热障涂层表面组织形貌和成分分析 |
| 3.2.5 复合热障涂层截面组织形貌和成分分析 |
| 3.3 两种热障涂层的相结构分析 |
| 3.4 两种热障涂层的显微硬度分析 |
| 3.4.1 两种热障涂层表面硬度 |
| 3.4.2 复合热障涂层截面硬度 |
| 3.5 两种热障涂层的表面粗糙度分析 |
| 3.6 复合涂层的结合力分析 |
| 3.7 复合涂层的纳米压痕分析 |
| 3.8 本章小结 |
| 第四章 复合热障涂层高温氧化性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 温度对YSZ/Al复合涂层的抗高温氧化性能影响 |
| 4.2.1 750 ℃下高温氧化行为研究 |
| 4.2.2 850 ℃下高温氧化行为研究 |
| 4.2.3 950 ℃下高温氧化行为研究 |
| 4.3 高温氧化机理分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 复合热障涂层抗CMAS腐蚀性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 CMAS粉末性能测试 |
| 5.2.1 CMAS粉末显微形貌及成分分析 |
| 5.2.2 CMAS粉末的热能曲线测试 |
| 5.3 时间对YSZ/Al复合涂层的抗CMAS腐蚀性能影响 |
| 5.3.1 YSZ/Al复合涂层抗CMAS腐蚀动力学曲线 |
| 5.3.2 YSZ/Al复合涂层抗CMAS腐蚀20h行为研究 |
| 5.3.3 YSZ/Al复合涂层抗CMAS腐蚀40h行为研究 |
| 5.3.4 YSZ/Al复合涂层抗CMAS腐蚀60h行为研究 |
| 5.3.5 YSZ/Al复合涂层抗CMAS腐蚀80h行为研究 |
| 5.4 CMAS腐蚀机理分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
四、Investigation on plasma-sprayed ZrO_2 thermal barrier coating on nickel alloy substrate（论文参考文献）
- [1]VW75镁合金等离子喷涂热障涂层工艺优化及失效行为研究[D]. 林冰涛. 北京有色金属研究总院, 2021(01)
- [2]航空航天用金属表面热防护涂层的研究进展[J]. 姬梅梅,朱时珍,马壮. 表面技术, 2021(01)
- [3]低导热超高温热障涂层的制备及其性能研究[D]. 杨明. 中国科学院大学(中国科学院过程工程研究所), 2020(01)
- [4]大气等离子喷涂纳米5wt.%YSZ和8wt.%YSZ涂层的组织与性能研究[D]. 李政. 大连海事大学, 2020(01)
- [5]Er2O3掺杂新型热障涂层材料结构及性能研究[D]. 谢敏. 北京科技大学, 2020(01)
- [6]连铸机拉矫辊等离子喷涂ZrO2+WC混合型热障涂层的研究[D]. 王朋鹤. 燕山大学, 2020(01)
- [7]激光仿生耦合改性热障涂层的组织与性能研究[D]. 张盼盼. 吉林大学, 2019(02)
- [8]等离子喷涂8YSZ热障涂层的性能及工艺参数研究[D]. 唐荣荣. 江苏大学, 2019(02)
- [9]晶须与稀土改性YSZ基热障涂层组织与性能研究[D]. 王福元. 哈尔滨工程大学, 2019(04)
- [10]GH4169合金表面YSZ/Al复合涂层的高温性能研究[D]. 虞礼嘉. 南京航空航天大学, 2019(02)