等离子喷涂纳米结构与传统结构热障涂层的残余应力研究

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• 作者：王亮王铀田伟杨勇周红霞
• 会议时间：2008-04-01
• 关键词：热障涂层 ; 残余应力 ; 纳米结构 ; 等离子喷涂
• 作者单位：哈尔滨工业大学材料科学与工程学院, 哈尔滨 150001
• 母体文献：第7届全国表面工程学术会议暨第二届表面工程青年学术论坛论文集
• 会议名称：第7届全国表面工程学术会议暨第二届表面工程青年学术论坛
• 会议地点：武汉
• 主办单位：中国机械工程学会
• 语种：chi

摘要

本文以成熟的造粒技术,获得了能够用来进行等离子喷涂的纳米结构团聚体喂料。运用热喷涂技术,在45#钢基体上通过超音速火焰喷涂NicoCrAlY打底层,再进一步通过大气等离子喷涂工作层的方法制备了纳米结构与传统结构两种类型的ZrO2-8wt%Y2O3(8YSZ)热障涂层(TBC)。采用SEM,XRD对这两种涂层的喂料及涂层进行了组织结构分析,并运用纳米压痕仪测得了两种涂层的弹性模量。最后运用X射线衍射应力测试仪测得了两种涂层的表层残余应力,测量计算结果表明:在同种喷涂工艺参数条件下,对于打底层及工作层的厚度均相同的两种涂层,纳米结构的热障涂层的表层残余应力明显低于传统结构热障涂层的表层的残余应力约24.7%。对于具有相同打底层的纳米结构热障涂层,其表层残余应力的数值随着陶瓷层的厚度增加而增加,当陶瓷层厚度在240μm以下,表层为残余压应力,而当陶瓷层厚度超过300μm时,表层为残余拉应力。本文对这一结果提出了相应的物理力学模型并予以解释。