韩玉君
,
叶福兴
,
陆冠雄
,
刘彻
,
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
,
热障涂层
,
高温氧化
,
尖晶石
,
残余应力
陆冠雄
,
郝利军
,
刘彻
,
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
,
失效机制
郝利军
,
陆冠雄
,
刘彻
,
韩玉君
,
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
,
拉曼荧光光谱
,
残余应力
,
应力分析模型
孙策
,
陆冠雄
,
郭磊
,
吕雁兵
,
叶福兴
稀有金属材料与工程
采用超音速火焰喷涂方法(HVOF)在铝合金、紫铜和不锈钢基体上制备WC-12Co扁平粒子,利用扫描电子显微镜(SEM)对半熔化两相粒子的扁平行为及与基体结合状况进行观察分析,并将半熔化WC-Co粒子与基体碰撞模型简化为液相的Co粒子和固相的WC颗粒分别与基体相互作用的过程,通过改进后的数学模型计算基体与粒子的相对形变比λ.结果表明:HVOF喷涂WC-12Co扁平粒子在铝、铜和不锈钢基体上分别呈现半球状、薄饼状和溅射状形貌,不同形貌的扁平粒子形变比λ不同.与半球状(λ＞1)和溅射状(λ＜1)扁平形式相比,形成薄饼状(λ≈1)的扁平粒子时粒子与基体均发生适度的变形,有助于增加粒子与基体的有效结合面积,提高结合强度.
关键词:
HVOF
,
扁平行为
,
沉积行为
,
碰撞模型
,
形变比
马宁
,
乌焕涛
,
陆冠雄
,
郭磊
,
叶福兴
稀有金属材料与工程
利用球磨法将Al粉添加到亚微米结构WC-12Co粉末中,设计并制备了具有Al2O3原位合成的纳米结构WC-Co-Al粉末.XRD分析显示球磨10、30和50 h后的粉末中WC平均晶粒尺寸为93.1、39.0和44.8 nm.超音速火焰(HVOF)喷涂时,WC-Co-Al粉末比未球磨的WC-12Co粉末扁平化更好,涂层孔隙率为0.57％,比WC-12Co涂层(1.62％)更低.粉末中的Al元素与氧气反应原位生成了Al2O3硬质陶瓷颗粒,有效抑制了WC的氧化脱碳.WC-Co-Al涂层HV0.1显微硬度为12.98±0.73 GPa,比WC-12Co涂层提高约36％,这得益于Al2O3颗粒的增强效应,WC晶粒纳米化和孔隙率降低.
关键词:
纳米结构
,
WC-Co-Al
,
超音速火焰
,
Al2O3原位合成
,
涂层
