R.S.Lima、A.Kucuk和C.C.Berndt的研究小组比较系统地研究了热喷涂制备纳米结构的氧化钇部分稳定氧化锆涂层(PSZ),并与传统的热喷涂层进行了比较。结果表明:获得纳米结构的涂层需要特殊的热喷涂参数和粉末(粒度分布比较宽的粉末),粉末颗粒要比传统粉末大才能在热喷涂涂层中保持纳米结构;纳米结构PSZ涂层具有双峰分布结构,而传统的PSZ涂层只有单峰分布结构;涂层的纳米结构是由未融化的纳米结构粉末来贡献的,未被熔融的粉末部分被熔化的粉末包围着,熔融的粉末部分作为粘结剂相形成整个涂层;当涂层微观结构中未熔融的纳米结构粉末颗粒量减少时,双峰分布结构趋向消逝,纳米结构涂层趋向于传统涂层;由于纳米结构粉末的弱团聚和相对较高的孔隙度,纳米结构的PSZ涂层的显微硬度较低,熔融部分的显微硬度(和传统涂层一样)高于未熔融部分(为纳米结构),正是因为未熔化颗粒表现出来的多孔性和较低的低硬度,纳米结构改善了热障涂层的性能,如残余应力和热震性能;纳米结构PSZ涂层可以看成为熔化和未熔化两种颗粒复合的涂层,涂层的显微硬度可以由混合物规律来预知;显微硬度的测量不足以确定机械性能(纳米结构涂层),需要利用统计分析如Weibull分布来更全面理解微观结构对机械性能的影响;确定涂层晶粒尺寸的XRD技术不足以确定粉末的纳米结构是否能在涂层中保持下来;涂层越光滑,板条的拉平度增加,就有更多的接触或锚定点,增加了涂层的结合,从而就增加了涂层的显微硬度和弹性模量;表面轮廊曲线仪可以用来原位评估热喷涂层的显微硬度和弹性模量(和标准样品进行简单的比较);在500g和1000g两种负载下,涂层表面和横截面显微硬度的比率为0.78左右。
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