包埋法等离子喷涂制备热障涂层抗高温氧化性能研究

发布时间：2018-02-14 23:44

  本文关键词： 热障涂层 包埋法 等离子喷涂 改性铝涂层 高温氧化　出处：《江苏大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：热障涂层(Thermal Barrier Coatings,TBCs)主要应用于航空飞机发动机涡轮叶片,典型的热障涂层结构主要由金属粘结层和陶瓷层组成。陶瓷层具有耐高温、低热导率等性能,在涂层服役过程中能够降低金属基体表面的实际温度,提高金属部件的使用温度。金属粘结层主要起到抗高温氧化和改善基体材料与陶瓷层材料的物理相容性,减小涂层的氧化速率,避免热障涂层体系中陶瓷层和金属粘结层之间由于热膨胀系数不匹配所引起的涂层剥落。本文以GH586镍基高温合金为基体材料,选用包埋法制备Co-Cr-Y改性铝涂层,作为热障涂层的金属粘结层,陶瓷层选用8%Y2O3稳定的氧化锆(8YSZ),采用等离子喷涂技术制备热障涂层的陶瓷层。对包埋法制备的涂层组织和结构进行了分析;对包埋法制备的金属粘结层和等离子喷涂后的热障涂层分别进行了1000℃下的等温氧化和循环氧化,对金属粘结层高温下的氧化机理和热障涂层高温下失效过程进行了研究和分析,其研究结果如下:(1)通过包埋法成功制备出Co-Cr-Y改性铝涂层,并对工艺参数进行优化,依据包埋涂层的厚度和涂层恒温氧化速率,选取最优一组涂层,其包埋渗剂成分配比为10Co-20Cr-7Al-4Y(质量分数)。包埋渗后涂层结构主要由外层和扩散层两部分组成,涂层表面主要以Al0.96Ni1.04和NiAl相为主。(2)包埋试样在1000℃下恒温氧化100h时的氧化增重为0.36mg/cm2,涂层具有较好的抗高温氧化性能。恒温氧化100h时,表面主要以Al2O3为主。1000℃氧化循环100次时,涂层表面较为平整,表面氧化物发生团聚和相溶,除Cr2O3和Al2O3外,涂层表面还出现了一些CoAl2O4、NiCr2O4等尖晶石相。随着高温循环氧化进行,涂层中Al含量不断减少,导致涂层内发生β-NiAl→γ，

本文编号：1511905