大氣等離子噴涂粒子氧化及其對熱障涂層性能影響研究.pdf

1、以陶瓷面層和金屬粘結(jié)層組成的熱障涂層(TBCs)是目前應(yīng)用最為廣泛的重要涂層之一，它可使高溫燃氣和工作基體之間產(chǎn)生很大的溫降，達到延長零件壽命、提高熱機熱效率的目的。大氣等離子噴涂(APS)是制備熱障涂層的主要方法之一，但該工藝制備的涂層中雜質(zhì)含量高，而且涂層致密度和結(jié)合強度低，嚴重影響了涂層的使用性能。本文以鐵粒子和NiCoCrAlY粒子為研究對象，研究了大氣等離子噴涂過程中粒子的氧化行為及其對涂層微觀組織的影響。進而研制了能減少大氣

2、等離子噴涂過程中粒子氧化的氬氣保護罩。對比了粘結(jié)層添加氬氣保護罩噴涂和未加氬氣保護罩噴涂的兩種熱障涂層的性能，探討了粒子在噴涂過程中的氧化行為對熱障涂層性能的影響。 結(jié)果表明，在其它噴涂工藝參數(shù)確定的情況下，粒子飛行過程中的氧化程度主要取決于粒子的噴涂距離，噴涂距離越長，粒子氧化程度越大。粒子在飛行過程中的氧化形式與噴涂距離有關(guān)。在一定噴涂距離以內(nèi)的等離子射流中心處(45mm)，粒子的氧化形式以對流氧化為主，在超過這個距離的后半

3、段，粒子的氧化形式以擴散氧化為主。 在等離子噴涂過程中，粒子的氧化主要發(fā)生在飛行過程中和形成涂層過程中。對于鐵粒子來說，形成涂層過程中的氧化程度與飛行過程中的氧化程度基本相當；對于NiCoCrAlY粒子而言，粒子的氧化主要發(fā)生在飛行過程中。粒子在飛行過程中的氧化對涂層的微觀組織有很大的影響。飛行過程中粒子表面的氧化物形成扁平層間的氧化物夾雜，粒子內(nèi)部的氧化物形成扁平層內(nèi)部的氧化物。 添加氬氣保護罩減少了粘結(jié)層粒子在噴涂過