赵岩
,
高阳
,
刘久成
,
刘洪军
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.09.007
目的 解决未烧结纳米结构团聚体颗粒的喷涂问题,通过使用未烧结团聚体粉末使涂层获得更多且与原始粉体尺度相近的纳米颗粒.研究未烧结粉体沉积时,纳米结构特征随电弧电流变化的关系.方法 利用延长喷嘴喷枪实现了未烧结氧化钇稳定氧化锆(YSZ)喷雾造粒粉体的有效沉积.在电流150、200、250 A下分别制备具有不同纳米结构的YSZ涂层,并利用场发射扫描电子显微镜与X射线衍射观察微观结构,尤其是纳米结构特征的变化及相结构.利用德拜谢乐公式计算涂层的平均晶粒尺寸.通过对低载荷下的维氏硬度进行Weibull分析来了解涂层的微观结构.结果 采用延长喷嘴技术,粉末经延长喷嘴处送入等离子射流,未烧结粉沉积效率可达21.2％～40.2％.涂层平均晶粒尺寸约为44～56nm.200 A时涂层中具有紧密且未被周围熔化部分包围的纳米结构,含量约为37％.进一步增加或降低电弧电流得到的涂层中的纳米结构具有不同的特征,这种差异可通过Weibull曲线的比较分析来印证.结论 实验采用的喷枪装置能够有效地喷涂疏松且结合强度较低的未烧结团聚体粉末,涂层平均晶粒尺度显著降低.
关键词:
大气等离子喷涂
,
二元结构涂层
,
纳米涂层
,
纳米区域微观结构
,
氧化钇稳定氧化锆
,
未烧结粉体
赵岩
,
高阳
,
刘久成
,
刘洪军
中国表面工程
doi:10.11933/j.issn.1007-9289.2016.04.012
利用大气等离子喷涂技术在300、400和500A电流下分别制备具有不同纳米结构及含量的涂层,于1 300℃高温下分别保温20 h与50 h后,采用场发射扫描电镜,X射线衍射技术及努氏压痕法研究涂层中纳米结构的变化.在1 000℃下进行热震性能测试,观察涂层结构对抗热震性能的影响.结果表明,300、400和500A电流下涂层的平均晶粒尺寸分别为62、98和104 nm,而300A电流下涂层具有非常高的孔隙率,约44.8％±8％.高温加热后纳米结构涂层出现烧结收缩,涂层孔隙率降低,弹性模量增加.涂层初始纳米区域颗粒尺寸越低与完全熔化区域烧结速度差异越大越有利于涂层的抗烧结性.当涂层中含有较多纳米区域时涂层抗热裂纹扩展能力有所提高,但是较高的孔隙率加速了涂层与粘结层界面的失效,此时通过降低粉体熔化程度提高纳米区域含量对热障涂层的寿命有负面作用.
关键词:
大气等离子喷涂
,
纳米结构
,
氧化钇稳定氧化锆
,
热震性能
