热喷涂条件对热障涂层性能的影响
热喷涂条件对热障涂层性能的影响
国外研究
M. Arai1 E. Wada2 K. Kishimoto2 N.Ohno3
热喷涂条件对热障涂层性能的影响
（1、电子粉末工业研究所，日本东京；2、东京技术研究所，日本东京；3、等离子技研公司，日本崎玉）
Effect of Thermal Spray Condition on Characterization of
Thermal Barrier Coating
M. Arai E. Wada K. Kishimoto N.Ohno
1
2
2
3
（1、Central Research Institute of Electric Power Industry, Komae City, Tokyo, Japan；2、Tokyo Institute of
Technology, Meguro-ku, Tokyo, Japan；3、Plasma Giken Co. LTD., Toda City, Saitama, Japan）
摘要
众所周知，热喷涂条件影响涂层的性能，如孔隙率、弹性模量、热膨胀系数（CTE）、涂层的断裂强度及涂层的结合强度。因此，热喷涂涂层中形成的残余应力及喷涂过程中产生的涂层应力随热喷涂条件而有明显不同。本文采用实验研究了几种热喷涂条件对涂层性能的影响。选用部分稳定的二氧化锆（化学组成为8wt%Y2O3-ZrO2）和CoNiCrAlY粘接层来构成典型的热障涂层体系。飞行粒子的速度和温度，以及基材的温度都随热喷涂工艺参数的改变而变化。对于陶瓷涂层，系统测量了涂层的孔隙率、维氏硬度、CTE、弹性模量、弯曲断裂强度、片层间的断裂韧性、涂层的残余应力等性能。
1 前言
热喷涂工艺是一种沉积技术，如大气等离子喷涂（APS），电弧喷涂（TWA）以及超音速火焰喷涂（HVOF），是利用高能等离子或燃气流来加速微小粒子，使之不断撞击基体，沉积形成致密涂层。然而，热喷涂条件极大地影响涂层的力学性能。喷涂粒子的性能，如粉末粒度、飞行粒子温度和速率，以及基材温度等，直接影响涂层的性能。
Sampath等人研究了不同沉积工艺对Ni-5wt%Al金属粘结涂层性能的影响，结果表明HVOF与其它沉积技术相比，其制备的涂层在致密的微观结构、弹性模量、热导率、硬度及抗弯强度方面拥有更优的性能，
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