钛合金表面热障涂层的制备及其性能研究

　　钛合金表面热障涂层的制备及其性能研究
　　曾水冰
　　中国知网
　　
　　摘 要
　　钛合金是极其重要的轻质结构材料，在航空、航天等领域具有重要的应用，长期以来一直是材料领域的研究热点。然而，钛合金在高温下的性能较差，为此，国内外积极开展钛合金高温防护技术研究。
　　热障涂层是先进的高温防护涂层之一，其经典的热障涂层材料8YSZ已经成功应用于保护航空发动机的燃烧室及其他高温部件。但是，对于钛合金表面8YSZ涂层的抗氧化性、力学性能和热学性能研究很少。本文的主要目的是在钛合金表面制备8YSZ热障涂层，研究钛合金表面热障涂层的抗氧化性能、热防护和抗热冲击性能等。
　　采用大气等离子喷涂的方法在钛合金表面制备 CoNiCrAlY 粘结层和 8YSZ 陶瓷层。为了研究粘结层对涂层的影响，还在钛合金表面制备了没有粘结层的 8YSZ 陶瓷层。热障涂层在不同温度下的抗氧化性、隔热性能和抗热震性能及他们的失效行为都被研究与分析。本论文还测试了涂层的表面粗糙度、显微硬度、结合强度等基本力学性能。
　　喷涂了热障涂层后钛合金的微观硬度大大提高，涂层与基体之间具有好的结合强度。有/无粘结层的热障涂层对钛合金样品的隔热效果几乎相同，表面温度越高，涂层的与基底之间的温度差越大。毫无疑问，8YSZ 陶瓷层对钛合金基底有良好的隔热效果。有粘结层样品抗氧化性和抗热冲击性要优于无粘结的热障涂层系统。有/无粘结层热障涂层系统的失效主要都是由于热膨胀不匹配引起的，其次有粘结层的系统中，粘结层的内部氧化与元素扩散也对涂层的性能有显著影响。但另一方面，正是由于粘结层在高温下对基底起到了氧化保护作用，使得有粘结层的热障涂层系统的综合性能更优异。因此，有粘结层系统的热障涂层在钛合金表面具有更好的应用前景，能提高钛合金的抗氧化性，并且具有较好的抗热冲击性和较长的热循环寿命。
　　关键词：钛合金；热障涂层；抗氧化性；隔热性能；热震性能
　　
　　　　　
　　本站文章未经允许不得转载；如欲转载请注明出处，北京桑尧科技开发有限公司网址：http://www.sunspraying.com/