文档介绍：中南大学
硕士学位论文
等离子体喷涂制备纳米结构氧化锆热障涂层的研究
姓名:于连生
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:蒋显亮
20090515
摘要热障涂层广泛应用于航天航空、燃气发电、化工、冶金等众多领域。传统微米热障涂层脆性大、易开裂,纳米热障涂层相比传统的微米热障涂层,脆性降低,韧性提高。本文采用经℃┳魑H日贤坎悴牧希鹗糇魑V屑浣岷喜悖ü、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等材料分析检测手段对粉末及涂层样品进行检测分析,研究分析了纳米结构热障涂层在至℃高温氧化后涂层形貌、组织结构、晶粒大小和相组成变化等。开展了涂层热震实验,研究了涂层抗热震性能及涂层剥落失效现象。研究表明:喷涂态涂层中既有完全熔化粉末摊平堆垛良好的区域,也有未熔化或接近熔化状态的呈龟背状团聚体大颗粒,以未熔化或接近熔化状态的大颗粒为主。摊平区域则新形成了纳米晶粒,未熔化的团聚体大颗粒仍保持原来的结构,未发生明显变化。喷涂用团聚体粉末由单斜相、四方相和立方相三相组成,主要相为立方相,次之为四方相。纳米结构氧化锆热障涂层由四方相和立方相两相组成,以四方相为主。经高温煅烧后,纳米结构氧化锆热障涂层整体形貌无明显变化,新形成纳米晶发生长大现象;煅烧后涂层相组成由立方相和四方相组成,且随煅烧温度和时间的增加,立方相含量增加,四方相含量减少。纳米涂层热震性能相比于传统微米涂层有很大提高。关键词氧化锆,热障涂层,大气等离子体,高温氧化,热震中南人学硕士学位论文
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导师签名越日期:二竺卫年工月巫日作者签名:邋作者签名::二竺上年工月亘日原创性声明学位论文版权使用授权书作者签名:之堡兰本人声明,所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了论文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,允许学位论文被查阅和借阅;学校可以公布学位论文的全部或部分内容,可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。一畃.
单斜相毫竺竖方相≤丝竺二过方相热导率提高,降低了涂层的性能。经过进一步的研究,改进为稳定的第一章文献综述氧化锆的基本物理化学性能氧化锆是一种耐高温的氧化物,熔点是℃。块状致密固体氧化锆基本来说,其热导率在涂层材料成为现今广泛研究和普遍采用的重要热障涂层材料。它具有低热导、高热膨胀系数、℃下相稳定、抗腐蚀等综合性能。图所示为中添加温度为~℃,而加入笙啾湮露然嵯灾档停冀档℃而达到孀笥业南啾湮露取谡庖痪妥1涔讨校忻飨缘奶寤浠涂层主要以四方相为主,同时有少量单斜相和立方相。在长期的高温条件下,陶瓷层中的嘧榉忠O騮相转变,而嘧榉只嵩诶淙垂讨薪徊向嘧1洌共牧闲阅芙档停贾峦坎闶А性能如下:热导率是吲蛘拖凳。。对于喷涂态纳米结构氧化锆涂层甿韵隆的晶型有三种,即单斜⑺姆和立方3N绿跫拢榷ㄏ辔单斜晶型桓呶绿跫挛榷ㄏ嘣蛭A⒎骄。纯具有两个相转变温度:单斜向四方可逆转变温度是℃,四方向立方可逆转变温度是℃。相转变示意图如下:氧化锆从高温型转变为低温型有明显的滞后效应,转变时出现ィ%左右的反常膨胀,使制品开裂。因此不能用纯制造产品,必须对进行晶型稳定化,不再发生低温型和高温型转化,一般需加入一些亚氧化物如魑N榷ḿ痢T谌妊饭讨校琈会从固溶体中析出,使涂层的稳定剂的二元相图。单斜型转变为四方型的相变温度受添加元素的影响。的一般相变转变生,由单斜相向四方相转变的体积变化为%,并吸收./的热量。当掺入一定元素后涂层的热稳定性能明显提高。在热循环实验前添加中南大学硕士学位论文
纳米/粉末的制备和干燥变,从而形成过饱和非平衡四方相。,但对于陶瓷层的热膨胀系数影响非常大。当%时,在热循环过目前制备纳米级粉末的方法很多,很多科学研究者仍致力于纳米颗粒制备工魁赠中添加稳定剂的二元相图【一定条件下,可使高温立方相向亚稳四方相发生无扩散、无定型的马氏体转速冷却到室温,则畉相变是以无扩散方式进行的。组织将会出现相变孪晶及孪晶体内的反相畴界。这里反相畴界及相变孪晶的出现起