多层结构(Gd 0.9 Yb 0.1 ) 2 Zr 2 O 7 涂层力学性能的压痕原位表征分析

发布时间：2021-05-12 00:40

　　作为有效的隔热材料之一,广泛应用于航空航天和热力发电等领域的热障涂层（TBCs）具有耐高温、抗氧化和耐腐蚀等突出优点,将其喷涂在合金基底上可显著降低基底的工作温度,起到保护热端部件、延长零件使用寿命的作用。然而,真实的服役环境往往是复杂的,且温度高于1200℃。因此,探究热障涂层在高温环境下的性能演变很重要。关于新型(Gd_0.9Yb_0.1)₂Zr₂O₇热障涂层材料的研究大多停留在热学性能方面,缺少对其力学性能的了解。本文通过超音速等离子体喷涂技术制备了单层(Gd_0.9Yb_0.1)₂Zr₂O₇（GYb Z）和双层(Gd_0.9Yb_0.1)₂Zr₂O₇/8YSZ（GYb Z/8YSZ）涂层样品,并对两种样品进行热循环处理。用扫描电镜观察两种材料热处理前后微观结构的变化... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 热障涂层概述
        1.2.1 热障涂层概念与新型材料
        1.2.2 热障涂层的制备方法
    1.3 热障涂层的失效机理
    1.4 热障涂层力学性能的检测与研究现状
        1.4.1 热障涂层力学性能检测
        1.4.2 X射线衍射法测定残余应力的原理及研究现状
        1.4.3 纳米压痕法的原理及研究现状
        1.4.4 热循环处理后热障涂层材料体系力学性能的压痕测试研究现状
    1.5 本文选题依据和研究内容
第2章 室温条件下GYbZ和 GYbZ/8YSZ涂层断裂韧性和残余应力的压痕表征分析
    2.1 sin~2φ法测定残余应力及纳米压痕测试
    2.2 脆性涂层体系表面压痕断裂力学模型
        2.2.1 忽略残余应力影响的理论模型
        2.2.2 考虑残余应力影响的理论模型
    2.3 脆性涂层体系界面压痕断裂力学模型
    2.4 实验样品的制备与处理
    2.5 实验测试方案
    2.6 实验结果与分析
        2.6.1 SEM、XRD法分析GYbZ涂层
        2.6.2 纳米压痕法测量涂层的杨氏模量和硬度
        2.6.3 维氏压痕法测定涂层表/截面断裂韧性K_(IC)和残余应力σ_r
        2.6.4 维氏压痕法测定涂层界面断裂韧性K_(IC)和残余应力σ_r
    2.7 本章小结
第3章 热循环条件下GYbZ和GYbZ/8YSZ涂层断裂韧性和残余应力的压痕表征分析
    3.1 热循环样品的制备与处理
    3.2 实验测试方案
    3.3 实验结果与分析
        3.3.1 物相分析
        3.3.2 微观结构观察与能谱分析
        3.3.3 纳米压痕法测量涂层的杨氏模量
        3.3.4 维氏压痕法测定涂层表/截面断裂韧性K_(IC)和残余应力σ_r
        3.3.5 维氏压痕法测定涂层界面断裂韧性K_(IC)和残余应力σ_r
        3.3.6 单层GYbZ和双层GYbZ/8YSZ涂层的热循环寿命与失效分析
    3.4 本章小结
第4章 总结与展望
    4.1 工作总结
    4.2 工作展望
参考文献
致谢
附录A:个人简历、攻读硕士学位期间发表的学术论文



本文编号：3182399