YPSZ陶瓷粉末在热喷涂过程中的有限元模拟

Y2O3部分稳定的ZrO2(YPSZ)陶瓷涂层与高温合金基体间的特性差异较大,极易产生高的残余应力从而导致涂层脱落失效。为此,本文通过ANSYS有限元模拟方法对热喷涂YPSZ陶瓷涂层的温度场和残余应力进行了研究,结果表明:热喷涂过程中,YPSZ熔滴以一定速度在无限大MCrAlY合金表面沉积后,其温度场呈梯度分布;发生散流变形的同时与底层有热交换作用,最终凝固成圆片状固体颗粒;2000μs左右,YPSZ颗粒与底层的温度趋于一致,此时,熔滴中心轴线上的径向应力呈几乎线性分布,而轴向应力则呈非对称的近抛物线型分布;残余应力的极大与极小值都出现在边缘附近。

等离子喷涂YPSZ陶瓷梯度涂层的组织与抗热震性能

利用等离子喷涂工艺在汽车铝活塞表面制备了氧化钇部分稳定的氧化锆(YPSZ)陶瓷梯度涂层,用电子扫描显微镜、金相显微镜等手段对涂层从组织形貌、物相、显微硬度和热震性能进行了分析。结果表明:基体与涂层结合紧密;涂层在冷却过程中发生了t-ZrO2→m-ZrO2的相变过程;涂层的热震性能良好,可满足活塞的使用要求。