王宁
,
赵维勋
,
王平
,
王璐
,
贺世美
,
黄光宏
,
冯自修
,
魏政
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2006.03.033
为充分发掘氧化锆(YSZ:ZrO2-6wt%Y2O3)基热障涂层的潜力,利用纳米级的YSZ粉末作为陶瓷涂层原材料,分别对采用等离子喷涂(APS)和电子束物理气相沉积(EB-PVD)沉积具有纳米结构陶瓷涂层的工艺过程进行全面研究.对比性试验结果表明,涂层中引入纳米结构使热障涂层具有更高的隔热效果,更高的硬度以及更高的抗剥落能力.并对纳米结构陶瓷涂层微观结构的高温稳定性进行研究分析.
关键词:
热障涂层
,
物理气相沉积
,
等离子喷涂
,
纳米粉末
,
纳米结构
蔡妍
,
贺世美
,
李建平
,
陆峰
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2006.03.009
使用真空电弧镀技术制备了包覆型涂层HY3,对退除经过时效后的涂层的影响因素进行了研究.结果表明,涂层经过时效后,其中Cr元素的含量大增.由于Cr2O3与NiO性质的不同,以HF和HNO3为主的1#溶液适合退除时效前的涂层,以HNO3和FeCl3为主的2#溶液适合于退除时效后的涂层.
关键词:
包覆型涂层
,
HY3
,
退除工艺
,
镍
,
铬
吴小梅
,
贺世美
,
李建平
,
何利民
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.6.015
采用电弧离子镀技术在IC10合金基体上制备NiCrAlYSi粘结层,利用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术在粘结层上制备YSZ陶瓷面层.研究了YSZ热障涂层对IC10合金拉伸、持久、疲劳性能的影响.结果表明:IC10合金沉积YSZ热障涂层后,980℃/200 MPa高温持久寿命与IC10合金相当;900℃高温抗拉强度σ_b、屈服强度σ_0.2、伸长率δ和断面收缩率ψ与基体相比,基本保持不变;室温抗拉强度σ_b、屈服强度σ_0.2与基体相比稍有下降;800℃/447MPa疲劳寿命与基体合金相当.因此,IC10合金沉积TBCs涂层后,对IC10合金力学性能无明显影响,不影响合金的实际使用.
关键词:
IC10合金
,
EB-PVD热障涂层
,
力学性能
贺世美
,
何利民
,
牟仁德
,
陆峰
稀有金属材料与工程
通过EB-PVD非连续沉积工艺方法沉积制备了热障涂层中的YSZ涂层,同时比较研究了非连续沉积与正常沉积热障涂层在1100℃下的循环氧化性能.研究结果表明,在破除真空后继续沉积制备热障涂层过程中形成的横向微裂纹起到了类似微叠层的效果,减缓了O沿柱状晶向TGO的渗透,同时该裂纹也阻止了Ni、Cr、Co等元素通过粘接层向外的扩散速度,延缓了TGO的生长速度.因此,非连续沉积制备的热障涂层在1100℃加热30 min、室温冷却5 min的热循环氧化增重比较缓慢,其对热循环氧化寿命没有明显的影响.
关键词:
非连续沉积
,
EB-PVD
,
热障涂层
,
循环氧化
牟仁德
,
贺世美
,
何利民
,
许振华
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.03.011
采用EB-PVD非连续沉积工艺制备了微叠层结构热障涂层,对涂层结构和晶体形貌进行了SEM观察和分析,采用激光脉冲法测定了涂层的热扩散系数,并采用增重法研究了涂层的氧化动力学特征,分析了氧化后的元素扩散情况.结果表明,非连续EB-PVD沉积工艺制备的涂层具有明显的层状特征,常规EB-PVD热障涂层的柱状晶结构被周期性地打破;但在每一层中,柱状晶结构得以保留,且晶粒更加细化.微叠层热障涂层的热扩散系数比常规热障涂层降低20%～30%,涂层热扩散系数的降低主要与层间界面和晶粒的细化减小了声子的平均自由程有关.微叠层结构热障涂层的氧化增重速率明显低于常规试样,遵循典型的抛物线规律,垂直于元素扩散方向的层间界面和细晶更有效地降低或阻止了O、Al、Ni、Cr等元素的扩散,可能是氧化增重速率较低的主要原因.
关键词:
热障涂层
,
微叠层
,
电子束物理气相沉积
,
热扩散系数
,
激光脉冲
牟仁德
,
许振华
,
贺世美
,
何利民
,
曹学强
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2009.07.017
采用电子束物理气相沉积技术(EB-PVD)制备了新型La2(Zr0.7Ce0.3)2O7 (LZ7C3)热障涂层.研究了涂层的组分、显微结构、表面和横截面形貌以及恒温氧化行为.结果表明:涂层中La2O3/ZrO2/CeO2的相对含量偏离了化学计量比,但X 射线衍射(XRD)相结构与靶材非常相似.通过CeO2 掺杂后,LZ7C3体材料的热膨胀系数比La2Zr2O7 (LZ)大;在1100℃恒温氧化890h的条件下,LZ7C3涂层的抗氧化增重性能明显优于传统的Y2O3部分稳定化的ZrO2(8YSZ)涂层.此外,热膨胀不匹配、黏结层氧化和陶瓷涂层内部微观裂纹的出现可能是导致LZ7C3涂层恒温氧化失效的主要原因.
关键词:
热障涂层
,
EB-PVD
,
等温氧化
,
La2(Zr0.7Ce0.3)2O7
牟仁德
,
何利民
,
贺世美
,
陆峰
,
陶春虎
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2007.02.007
用电子束物理气相沉积法(EB-PVD)在DZ125高温合金上制备Y2O3部分稳定化的ZrO2(YSZ)陶瓷热障涂层,并用扫描电镜(SEM)观察涂层显微结构.采用激光脉冲法对EB-PVD热障涂层的热扩散系数进行测试.为防止热扩散系数测试时激光穿透ZrO2陶瓷层,在试样表面制备不同材料的遮挡层.结果表明,EB-PVD热障涂层呈明显的柱状晶结构,柱状晶垂直于涂层/基体界面.基体的热扩散系数随温度的升高而急剧增加,陶瓷热障涂层的热扩散系数随温度的升高呈下降趋势,但变化幅度不大.室温下陶瓷层的热扩散系数小于基体的1/3,1200℃时约为基体的1/67.试样的激光遮挡层很好解决了激光脉冲法测试涂层热扩散系数时的不稳定性和激光穿透问题.在满足遮挡要求的条件下,遮挡层材料种类对热扩散系数测试无明显影响.
关键词:
热障涂层(TBCs)
,
电子束物理气相沉积(EB-PVD)
,
隔热性能
,
激光脉冲法
吴小梅
,
何利民
,
李建平
,
贺世美
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2007.03.008
采用电弧离子镀技术在IC10合金基体上制备NiCrAlYSi粘结层,采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术在粘结层上制备YSZ陶瓷面层,研究TBCs涂层对IC10合金高温持久性能的影响.结果表明,IC10合金沉积TBCs涂层后,980℃高温持久寿命高于IC10合金,持久塑性略高于基体合金,IC10合金沉积TBCs涂层后,对高温持久性能无不良影响,满足使用要求.
关键词:
IC10合金
,
YSZ热障涂层
,
高温持久性能
,
EB-PVD
,
NiCrAlYSi粘结层
牟仁德
,
许振华
,
贺世美
,
何利民
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2009.01.007
为克服传统热障涂层材料YSZ耐温性能和隔热性能的不足,以ZrO2和La2O3为原料,采用无压烧结法合成了烧绿石结构化合物La2Zr2O7,用电子束物理气相沉积(EB-PVD)法在高温合金基体上制备了La2Zr2O7涂层,分析了涂层的成分,并对其显微结构、热物理性能与传统YSZ热障涂层进行了对比研究.结果表明,La2Zr2O7涂层成分处于P结构范围内,呈典型的柱状晶结构,柱状晶头部呈明显的金字塔形状.与传统YSZ柱状晶相比,La2Zr2O7涂层的柱状晶紊乱度更大,尺寸更加细小,并且柱状晶上的树枝状亚晶更多.在25～1200℃范围内,La2Zr2O7涂层的热导率最大为0.985W/(m·K),最小为0.796 W/(m·K),大大低于同条件下的YSZ涂层.低本征热导率、小柱状晶直径、大紊乱度、密度轻及高孔隙率是造成La2.Zr2O7涂层低热导率的主要因素.
关键词:
La2Zr2O7
,
热障涂层
,
电子束物理气相沉积
,
热导率
