论文题目: 等离子喷涂纳米陶瓷热障涂层组织与性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料加工工程
作者: 王文权
导师: 孙大千
关键词: 等离子喷涂,纳米陶瓷,团聚体粉末,热障涂层,组织性能
文献来源: 吉林大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文采用大气等离子喷涂纳米陶瓷团聚体粉末(ZrO2-8%Y2O3)制备纳米陶瓷热障涂层(NiCrAlY+ ZrO2-8%Y2O3)。与传统微米级陶瓷热障涂层相比较,系统地研究了纳米陶瓷热障涂层的微观组织结构与性能(结合强度、隔热性能、抗热冲击性能、抗高温氧化性能和高温稳定性) 特点和主要等离子喷涂参数(喷涂电流、喷涂距离、送粉率和次气流量)对纳米陶瓷热障涂层组织、性能的影响规律,并通过正交设计实验方法获得了最佳等离子喷涂参数。研究表明,等离子喷涂过程中,与常规微米级陶瓷粉末相比,纳米陶瓷团聚体粉颗粒的熔化特点不同。团聚体颗粒表面熔化,形成粗大柱状晶组织(大于100nm),其内部存在未熔化部分,仍然保持纳米结构。由纳米陶瓷团聚体粉末等离子喷涂制备的纳米陶瓷涂层,与传统陶瓷涂层相比,其表面更加平整、致密,孔隙和微裂纹更细小。涂层主要由熔化区和部分熔化区构成,前者来源于喷涂粉末颗粒表面的熔化部分,形成具有非纳米结构的涂层组织;后者是喷涂粉末颗粒熔化部分和未熔化部分的混合,形成具有纳米结构的涂层组织。在本文的工艺条件下,与传统陶瓷热障涂层相比,纳米陶瓷热障涂层具有更好的结合强度、隔热性能、抗热冲击性能,并且涂层有较好的高温稳定性。本文在研究单因素等离子喷涂参数:喷涂电流、喷涂距离、送粉率和次气流量对纳米陶瓷热障涂层微观组织和性能影响规律的基础上,通过正交设计实验方法获得了最佳等离子喷涂参数。研究结果表明,采用纳米陶瓷团聚体粉末等离子喷涂制备纳米结构热障涂层替代传统微米级热障涂层,可提高热障涂层的性能和使用寿命,具有重要理论和实际意义。
论文目录:
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 热喷涂技术研究现状
1.2.1 表面工程概述
1.2.2 热喷涂发展简史
1.2.3 热喷涂原理及特点
1.2.4 热喷涂技术分类
1.2.5 热喷涂材料
1.2.6 热喷涂工艺
1.2.7 热喷涂的应用
1.3 热障涂层材料及制备技术研究现状
1.3.1 热障涂层材料
1.3.2 热障涂层制备技术
1.3.3 等离子喷涂热障陶瓷涂层
1.4 本文选题意义和主要研究内容
第2章 实验材料、方法及设备
2.1 实验材料
2.1.1 基体材料
2.1.2 喷涂材料
2.2 实验方法及设备
2.2.1 纳米团聚体粉末熔化特点研究
2.2.2 纳米陶瓷热障涂层制备
2.2.3 纳米陶瓷热障涂层组织结构分析
2.2.4 纳米陶瓷热障涂层性能研究
第3章 纳米陶瓷团聚体粉末在等离子弧中的熔化特点
3.1 微米级粉末与纳米团聚体粉末的形貌
3.2 纳米陶瓷团聚体粉末的熔化特点
3.2.1 喷涂粉末的表面形貌
3.2.2 喷涂粉末的截面形貌
3.2.3 喷涂粉末的断口形貌
3.3 本章小结
第4章 纳米陶瓷热障涂层的组织结构
4.1 热障涂层的表面形貌
4.2 热障涂层的组织结构
4.2.1 热障涂层的结构
4.2.2 陶瓷涂层的组织
4.2.3 金属粘结层的组织
4.3 纳米陶瓷涂层形成过程模型
4.4 本章小结
第5章 纳米陶瓷热障涂层的性能
5.1 涂层的结合强度
5.2 涂层的抗热冲击性能
5.3 涂层的隔热性能
5.4 涂层的抗高温氧化性能
5.5 涂层的高温稳定性
5.6 本章小结
第6章 等离子喷涂参数对热障涂层组织和性能的影响
6.1 喷涂电流对涂层组织和性能的影响
6.2 喷涂距离对涂层组织和性能的影响
6.3 送粉率对涂层组织和性能的影响
6.4 次气(H2)流量对涂层组织和性能的影响
6.5 最佳喷涂参数
6.6 本章小结
第7章 结论
参考文献
攻博期间发表的学术论文及其它成果
致谢
摘要
Abstract
发布时间: 2006-01-17
参考文献
- [1].纳米陶瓷制备工艺研究[D]. 沈利亚.兰州大学2009
- [2].感光/光阻复合材料及其印刷工艺在显示与触摸屏等领域的应用研究[D]. 李伟.华南理工大学2017
- [3].钛酸锶纳米材料的制备及其在热电领域的应用[D]. 牛坚.兰州大学2012
Abstract:ben wen cai yong da qi deng li zi pen tu na mi tao ci tuan ju ti fen mo (ZrO2-8%Y2O3)zhi bei na mi tao ci re zhang tu ceng (NiCrAlY+ ZrO2-8%Y2O3)。yu chuan tong wei mi ji tao ci re zhang tu ceng xiang bi jiao ,ji tong de yan jiu le na mi tao ci re zhang tu ceng de wei guan zu zhi jie gou yu xing neng (jie ge jiang du 、ge re xing neng 、kang re chong ji xing neng 、kang gao wen yang hua xing neng he gao wen wen ding xing ) te dian he zhu yao deng li zi pen tu can shu (pen tu dian liu 、pen tu ju li 、song fen lv he ci qi liu liang )dui na mi tao ci re zhang tu ceng zu zhi 、xing neng de ying xiang gui lv ,bing tong guo zheng jiao she ji shi yan fang fa huo de le zui jia deng li zi pen tu can shu 。yan jiu biao ming ,deng li zi pen tu guo cheng zhong ,yu chang gui wei mi ji tao ci fen mo xiang bi ,na mi tao ci tuan ju ti fen ke li de rong hua te dian bu tong 。tuan ju ti ke li biao mian rong hua ,xing cheng cu da zhu zhuang jing zu zhi (da yu 100nm),ji nei bu cun zai wei rong hua bu fen ,reng ran bao chi na mi jie gou 。you na mi tao ci tuan ju ti fen mo deng li zi pen tu zhi bei de na mi tao ci tu ceng ,yu chuan tong tao ci tu ceng xiang bi ,ji biao mian geng jia ping zheng 、zhi mi ,kong xi he wei lie wen geng xi xiao 。tu ceng zhu yao you rong hua ou he bu fen rong hua ou gou cheng ,qian zhe lai yuan yu pen tu fen mo ke li biao mian de rong hua bu fen ,xing cheng ju you fei na mi jie gou de tu ceng zu zhi ;hou zhe shi pen tu fen mo ke li rong hua bu fen he wei rong hua bu fen de hun ge ,xing cheng ju you na mi jie gou de tu ceng zu zhi 。zai ben wen de gong yi tiao jian xia ,yu chuan tong tao ci re zhang tu ceng xiang bi ,na mi tao ci re zhang tu ceng ju you geng hao de jie ge jiang du 、ge re xing neng 、kang re chong ji xing neng ,bing ju tu ceng you jiao hao de gao wen wen ding xing 。ben wen zai yan jiu chan yin su deng li zi pen tu can shu :pen tu dian liu 、pen tu ju li 、song fen lv he ci qi liu liang dui na mi tao ci re zhang tu ceng wei guan zu zhi he xing neng ying xiang gui lv de ji chu shang ,tong guo zheng jiao she ji shi yan fang fa huo de le zui jia deng li zi pen tu can shu 。yan jiu jie guo biao ming ,cai yong na mi tao ci tuan ju ti fen mo deng li zi pen tu zhi bei na mi jie gou re zhang tu ceng ti dai chuan tong wei mi ji re zhang tu ceng ,ke di gao re zhang tu ceng de xing neng he shi yong shou ming ,ju you chong yao li lun he shi ji yi yi 。