韩玉君
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叶福兴
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陆冠雄
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刘彻
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郝杰
稀有金属材料与工程
用超音速氧燃料热喷涂在铁基合金上制备热障涂层粘结层,用大气等离子热喷涂技术制备陶瓷层.研究了高温氧化后其界面化合物和残余应力的演变.结果表明,随着高温氧化的进行,TGO和BC/基体界面均有氧化物生成,但生长形貌和趋势并不一致.TGO由Al2O3层与尖晶石层组成;BC/基体界面氧化物为单一Al2O3,且存在层状和块状两种形貌.合金的热化学动力学引起元素Co和Ni向基底扩散比较严重,Al元素扩散止于界面氧化物层,基本不向铸铁基底扩散,Fe元素会向粘结层方向扩散.TGO残余应力的演化分为0～15 h和15～100 h 2个阶段,且残余应力与TGO的凹凸生长形貌及其物相组成密切相关;而BC/基体界面单一氧化物的残余应力基本稳定,不受其生长形貌影响.
关键词:
超音速氧燃料热喷涂
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热障涂层
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高温氧化
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尖晶石
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残余应力
陆冠雄
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郝利军
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刘彻
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叶福兴
中国有色金属学报
为了缓解涂层和基体之间的热失配应力，采用化学镀方法在2A70铝合金表面上制备Ni-P和Ni-Cu-P过渡层；然后在镀层表面依次制备CoNiCrAlY粘结层和ZrO2-8%Y2O3(8YSZ)陶瓷层(质量分数)，获得复合热障涂层；并采用热循环方法评定该涂层体系的抗热震性能。结果表明，采用Ni-P镀层和Ni-Cu-P镀层作为过渡层的试样的热震寿命分别约为1000次和500次；Ni和Al元素的互扩散使过渡层与基体界面区域形成了扩散层和岛状颗粒，一些颗粒与扩散层连通后提高了涂层与基体的结合强度，但孤立的颗粒由于变形能力差，对涂层的寿命有不利影响；在交变应力下颗粒与基体界面处会形成裂纹，并最终导致涂层剥离。
关键词:
热障涂层
,
大气等离子喷涂
,
化学镀
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失效机制
郝利军
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陆冠雄
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刘彻
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韩玉君
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叶福兴
稀有金属
分别采用超音速火焰喷涂(HOVF)和等离子喷涂(APS)在QT500球墨铸铁基体上制备CoNiCrAlY粘结层(BC)和8YSZ陶瓷隔热层(TC),研究了试样在1050℃高温环境中经过2.5、8、15、50、l00 h恒温氧化后体系的应力情况.利用扫描电子显微镜(SEM)对热生长氧化物(TGO)的微观形貌进行观察与分析,并用拉曼荧光光谱仪(RFS)分析了其应力的分布及变化规律,并通过力学模型进行了残余应力的数值计算.结果表明:由陶瓷层与粘结层之间的热失配而导致TGO中产生残余压应力,其最大值范围为1.9557～1.9603 GPa;残余压应力在高温氧化初始阶段逐渐减小,至15 h达到最小值,随之逐渐增大后趋于稳定;在恒温阶段,θ-Al2O3转变为α-Al2O3所引起的体积收缩是TGO中残余应力减小并趋于稳定的直接原因.
关键词:
热障涂层
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拉曼荧光光谱
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残余应力
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应力分析模型
