等离子喷涂未烧结YSZ喷雾造粒粉体涂层中纳米结构特征研究

目的 解决未烧结纳米结构团聚体颗粒的喷涂问题,通过使用未烧结团聚体粉末使涂层获得更多且与原始粉体尺度相近的纳米颗粒。研究未烧结粉体沉积时,纳米结构特征随电弧电流变化的关系。方法 利用延长喷嘴喷枪实现了未烧结氧化钇稳定氧化锆（YSZ）喷雾造粒粉体的有效沉积。在电流150、200、250 A下分别制备具有不同纳米结构的YSZ涂层,并利用场发射扫描电子显微镜与X射线衍射观察微观结构,尤其是纳米结构特征的变化及相结构。利用德拜谢乐公式计算涂层的平均晶粒尺寸。通过对低载荷下的维氏硬度进行Weibull分析来了解涂层的微观结构。结果 采用延长喷嘴技术,粉末经延长喷嘴处送入等离子射流,未烧结粉沉积效率可达21.2%～40.2%。涂层平均晶粒尺寸约为44～56nm。200 A时涂层中具有紧密且未被周围熔化部分包围的纳米结构,含量约为37%。进一步增加或降低电弧电流得到的涂层中的纳米结构具有不同的特征,这种差异可通过Weibull曲线的比较分析来印证。结论 实验采用的喷枪装置能够有效地喷涂疏松且结合强度较低的未烧结团聚体粉末,涂层平均晶粒尺度显著降低。