基于不同基体材质的Sm_2Zr_2O_7/YSZ热障复合涂层残余热应力的数值仿真

采用有限元分析软件ANSYS对1Cr13Ni9Ti、Ni、45钢和2Cr13基体等离子喷涂Sm2Zr2O7/YSZ热障双层涂层系统的残余热应力分布进行了数值仿真。结果表明:复合涂层系统表面层及界面存在较大的径向残余热应力,且径向、轴向及剪切应力梯度随金属基体的热膨胀系数增加而增大;涂层系统的轴向应力及剪切应力在径向距离距中心处约2/3的范围内基本不变,呈现出与基体材质的无关性。

SiC纤维/YSZ复合热障厚涂层韧性及热震性能研究

采用大气等离子喷涂(APS)技术,以Zr O2-8wt%Y2O3(8YSZ)和团聚的P7216(8YSZ和珍珠岩粉)粉末为原料,在基体上制备了厚度大于4 mm的Si C纤维/YSZ(SFY)复合厚热障涂层,通过扫描电子显微镜(SEM)分析了涂层的显微结构,发现SFY涂层具有钢筋混凝土结构,这种结构能够防止因为涂层厚度增加而引起的失效。此外,基于计算机的断层成像技术分析热障涂层孔隙率的变化,考察了SFY涂层和YSZ热障涂层的抗热震性能、断裂韧性以及热导率性能,并探讨了纤维的增韧机制。研究结果表明,SFY涂层具有更高的断裂韧性值和更好的抗热震性能,25℃时SFY涂层的热导率为0.632 W/(m·K),大约是传统YSZ热障涂层热导率的一半。Si C纤维对涂层内部裂纹的偏转和截止作用,防止了裂纹扩散长大,形成网状微裂纹结构,有效提高了涂层的抗热震性能和断裂韧性。

锆酸镧金属复合热障涂层显微结构及力学性能研究

采用微弧等离子法在1Cr18Ni9钢基体上制备了La2Zr2O7、NiCoCrAlY复合热障涂层。采用扫描电镜、X射线衍射仪、拉伸试验仪等仪器研究了涂层的显微结构及力学性能。结果表明:涂层表面较为平整,其中镶嵌有未完全熔化的La2Zr2O7颗粒;涂层为典型的层状结构;涂层较为致密且分布有均匀的空隙、微裂纹及未完全熔化的颗粒等缺陷;La2Zr2O7、NiCoCrAlY在喷涂过程中未发生化学反应,保留了各自的相结构;涂层中的La2Zr2O7为烧绿石结构;涂层结合强度为31.9MPa。

电泳沉积制备YSZ/(Al,Ni)热障涂层的性能研究

利用电泳沉积技术在Inconel600高温合金基体表面制备热障涂层。涂层经1100℃真空烧结2 h后,利用XRD、SEM、自动划痕机和电化学工作站分析涂层的物相、表面形貌、结合强度和抗氯腐蚀能力。结果表明,YSZ/(Ni,Al)复合涂层经真空烧结后,涂层均匀,比YSZ涂层致密。Al、Ni元素的加入,在界面处形成了一定厚度的过渡区。与YSZ涂层相比,YSZ/(Ni,Al)复合涂层与基体结合强度更高。YSZ/(Ni,Al)涂层的抗氯腐蚀与Ni和Ni_3Al有关。