等离子喷涂液相溶胶制备纳米ZrO2涂层的结构

采用等离子喷涂液相溶胶制备了氧化锆纳米结构涂层。用X射线衍射仪、扫描电镜观察了溶胶干燥粉末和涂层的物相组成及显微结构。结果表明,溶胶自然干燥后为非晶态,通过加热可以得到晶体结构,等离子喷涂形成的涂层为单斜相与立方相的混合晶体结构。涂层由致密的熔化较好的颗粒和微裂纹组成。该方法能够得到晶粒很细的纳米结构涂层。     

等离子喷涂溶胶制备纳米ZrO2涂层工艺及涂层结构表征

采用等离子喷涂溶胶工艺制备了氧化锆纳米涂层.并用x射线衍射仪、扫描电镜观察了溶胶干燥粉末和涂层的物相组成及显微结构.结果表明,溶胶自然干燥后为非晶态,通过加热可以得到晶体结构,等离子喷涂形成的涂层为单斜相与立方相的混合晶体结构.制备的涂层由熔化较好的颗粒形成的致密块体和微裂纹组成.本方法能够得到晶粒很细的纳米结构涂层.     

等离子喷涂纳米陶瓷涂层的显微组织及结构分析

热障涂层由绝热陶瓷层和金属底层组成,是目前保证高温合金在火箭发动机热端部位正常工作的主要技术.应用等离子喷涂方法成功备了纳米氧化锆陶瓷涂层,并对其微观组织形貌及相结构等进行观察分析,探讨了纳米陶瓷涂层的沉积机理.研究表明,涂层中的孔隙主要为长条形和近球形,无贯穿性孔洞;纳米陶瓷涂层裂纹较为细小,无明显的方向性;纳米粉末和涂层均为四方相(t-ZrO2)氧化锆组成的熔融或者部分熔融状态的纳米结构.     

等离子体喷涂羟基磷灰石涂层的化学不均匀性

采用等离子喷涂法制备了羟基磷灰石(HA)涂层,将涂层沿平行和垂直表面方向抛光试样表面,用电子探针微分析仪和X射线衍射仪等手段研究了试样的显微组织、成分分布和相组成等. 结果表明, 等离子喷涂HA涂层中存在化学成分和相组成等的不均匀性,表现为显微组织中衬度的差别. 其中低磷、低氧区主要由非晶相、分解相和重结晶相组成. 等离子喷涂时,HA粉末颗粒内外熔融程度的差异导致涂层相组成的不均性. 热处理可消除涂层组分的不均匀性,但会导致涂层内部裂纹的产生或扩展.     

等离子喷涂氧化锆纳米涂层的组织结构与性能

研究了用纳米粉制备热障涂层的组织及性能与工艺参数的影响关系,对涂层制备具有指导作用.采用等离子喷涂方法以二次造粒的纳米ZrO2为喂料制备了熔炼隔离热障涂层,并利用X衍射物相分析、SEM、TEM、金相等分析手段观测了涂层的物相构成、组织结构和孔隙率.结果表明,涂层主要以四方相和立方相构成,并含有少量的单斜相.在喷涂过程中粉末熔化状况良好,涂层含有网状微裂纹,涂层致密度可达96%,比普通二氧化锆等离子喷涂层高.     

纳米ZrO2等离子涂层的结构,性能和工艺特点

采用大气等离子喷涂技术(APS)，制备了常规氧化锆和纳米结构氧化锆两种涂层．利用扫描电镜(SEM)对涂层的显微结构进行了观察．对两种涂层的沉积效率、表面粗糙度和显微硬度作了对比研究．结果表明，粉末原料的显微结构、粒度、形态、喷涂工艺参数(喷涂功率和距离)对涂层的显微结构有较大的影响．等离子喷涂造粒纳米氧化锆粉制备的涂层沉积效率高而稳定，其显微结构与喷涂功率和距离密切相关．与常规氧化锆涂层相比，纳米结构氧化锆涂层具有较高的显微硬度和较低的表面粗糙度．     

氧化锆等离子喷涂粉末的研究动态

氧化锆粉末大量用于等离子喷涂以制备热障涂层材料。论述了氧化锆粉末的应用、特性及其表征、稳定化和制备方法，并讨论了粉末质量，喷涂工艺及涂层质量之间的相互关系。     

HVOF喷涂纳米WC-17Co涂层组织结构及力学行为研究

利用超音速火焰喷涂(HVOF)技术制备了普通、超细纳米WC-17Co涂层.研究了喷涂粉末、涂层的微观组织结构和物相成分,测试了涂层的显微硬度、弹性模量、断裂韧性.研究表明,纳米WC-17Co涂层中形成了纳米尺度的胞状结构和长条状结构,并有网状的非晶结构生成.WC-17Co涂层表面均匀致密,3种涂层均是由熔化再结晶区、半熔化区和未熔化区等构成.涂层中条带结构不明显,明显区别于等离子涂层.纳米涂层组织结构更致密,碳化物颗粒分布更均匀.3种涂层中,WC都是主相,W2C、Co6W6C的含量很少.纳米涂层的显微硬度、弹性模量、断裂韧性最高.     

等离子喷涂制备氧化锆陶瓷涂层的显微组织

采用等离子喷涂方法制备了纳米氧化锆热障涂层,并对涂层的显微组织进行了分析。结果表明：涂层由熔化区和部分熔化区组成,涂层中含有较多的孔隙,其形貌主要为长条形和近球形,未发现有贯穿性孔洞,但有细小且无明显方向性的微裂纹;涂层中的纳米氧化锆颗粒熔化长大程度不同,部分颗粒长大成为微米级。     

液相等离子喷涂制备纳米ZrO2/Y2O3涂层的研究

传统的喷涂技术制备的ZrO2/Y2O3涂层存在原料需团聚烧结致密,纳米晶粒不定和物理性能不佳等缺点.采用一种新型的液相等离子喷涂法制备了纳米氧化锆热障涂层,初步分析了液相前驱体液滴在等离子焰流中和基体表面的沉积变化过程,研究了雾化液滴尺寸对纳米氧化锆涂层的显微结构,特别是其相结构的影响;同时分析了纳米氧化锆涂层的抗热震循环性能.结果表明,纳米氧化锆涂层可以承受1 000多次的热循环试验,具有优良的抗热震性能.     

氧化锆纳米等离子涂层的结构与热震性能研究

利用大气等离子喷涂技术, 制备了氧化锆纳米结构和常规结构涂层, 并对涂层的显微结构进行了探查. 结果表明: 纳米结构涂层是由直径为100nm左右的柱状晶粒组成的层状结构; 涂层中存在大量的微裂纹和分布均匀的细小圆气孔. 纳米结构的涂层具有比常规涂层更好的抗热震性能, 其热震行为与常规涂层不同.     

Influence of Annealing on the Grain Growth and Thermal Diffusivity of Nanostructured YSZ Thermal Barrier Coating

The nanostructured zirconia coatings were deposited by atmospherically plasma spraying. Scanning electron microscopy （SEM）, transmission electron microscopy （TEM） and X-ray diffraction were used to investigate the microstructure of the zirconia coatings. Thermal diffusivity values at normal temperatures have been evaluated by laser flash technique. Effect of annealing on the microstructure evolution of the zirconia coating has been performed. The grains and thermal diffusivity are increased with increasing annealing time and temperature. The grain growth is according to the GRIGC （the grain rotation induced grain coalescence） mechanism. The increase in thermal diffusivity is attributed to the grain growth and the decrease in porosity of nanostructured zirconia coatings.     

Influence of feedstock and spraying parameters on the depositing efficiency and microhardness of plasma-sprayed zirconia coatings

In this work, nanostructured and conventional zirconia coatings were deposited by atmospheric air plasma spraying (APS) under different spraying conditions using spray-dried nanostructured powders and conventional powders as feedstocks, respectively. The microstructures of the feedstocks were characterized by TEM and SEM. The depositing efficiencies for both nanostructured and conventional zirconia coatings deposited under different spraying parameters were comparatively measured. The obtained results revealed that the spray-dried nanostructured powders possessed higher deposition efficiency than that of conventional powders. It is significant from economic view of reducing cost. In addition, the influence of spraying parameters on microstructure and microhardness of zirconia coatings were discussed also. It was found that the microhardness of nanostructured zirconia coatings was larger than that of its counterparts.     

Overview on the Development of Nanostructured Thermal Barrier Coatings

Thermal barrier coatings （TBCs） have successfully been used in gas turbine engines for increasing operation temperature and improving engine efficiency. Over the past thirty years, a variety of TBC materials and TBC deposition techniques have been developed. Recently, nanostructured TBCs emerge with the potential of commercial applications in various industries. In this paper, TBC materials and TBC deposition techniques such as air plasma spray （APS）, electron beam physical vapor deposition （EB-PVD）, laser assisted chemical vapor deposition （LACVD） are briefly reviewed. Nanostructured 7-8 wt pct yttria stabilized zirconia （7-8YSZ）TBC by air plasma spraying of powder and new TBC with novel structure deposited by solution precursor plasma spray （SPPS） are compared. Plasma spray conditions, coating forming mechanisms, microstructures,phase compositions, thermal conductivities, and thermal cycling lives of the APS nanostructured TBC and the SPPS nanostructured TBC are discussed. Research opportunities and challenges of nanostructured TBCs deposited by air plasma spray are prospected.     

纳米陶瓷等离子喷涂层硬度的Weibull分布及与涂层组构的对应特性

等离子喷涂层的硬度是反映其耐磨性、强度、使用寿命的重要指标,它与涂层的组构有对应的关系,但其测定结果分散性较大。为了精确测量陶瓷等离子喷涂层的硬度,在NiCrAl合金表面等离子喷涂制备了Al2O3-13%TiO2(AT13)纳米陶瓷涂层(ncc)和对照用微米涂层(mcc),采用显微硬度测试仪测量了其显微硬度,研究了其Weibull分布特性,通过SEM、XRD等分析了ncc涂层显微硬度与微观组织结构的关系,并通过TEM对涂层的微区结构进行了表征。结果表明:ncc涂层的平均显微硬度显著高于mcc,且呈双态分布;两者硬度的Weibull分布呈分散性,但ncc涂层的分布较均匀,微裂纹细小且粒径小,以α-Al2O3和γ-Al2O3及少量金红石型TiO2为主要物相;ncc涂层具有优异的力学性能主要归因于其组织的晶粒细化、纳米TiO2颗粒镶嵌于Al2O3孔隙中、Al2O3微晶弥散分布、微裂纹韧化等。     

正交试验设计优化等离子喷涂纳米Al2O3-13%TiO2涂层工艺参数

为了深入研究等离子喷涂纳米Al2O3-13%TiO2(质量分数)工艺参数与涂层性能之间的关系,采用正交试验设计法,针对等离子喷涂过程中喷涂距离、喷涂电流、主气压力及辅气压力等4个主要参数,选用L9(34)正交表,以涂层结合强度为指标开展制备工艺参数的优化。结果表明,影响涂层结合强度的因素主次顺序是喷涂电流、喷涂距离、主气压力、辅气压力;等离子喷涂纳米Al2O3-13%TiO2最佳工艺参数为:喷涂距离110mm,喷涂电流870A,主气压力0.31MPa,辅气压力0.97MPa,优化工艺喷涂的涂层结合强度达到31.5MPa。     

常规和纳米陶瓷等离子喷涂层抗冲蚀性能的对比

纳米陶瓷具有高韧性和超塑性等独特的性能,用于制备涂层可极大地提高其耐冲蚀性能.以常规和纳米团聚体Al2O3-13%TiO2(质量分数)陶瓷粉末为原料,采用等离子喷涂工艺在TiAl合金表面制备了2种陶瓷涂层.比较了2种涂层的微观结构、结合强度和抗冲蚀性能,探讨了涂层的冲蚀破坏机理.结果表明:常规涂层呈典型的层状堆积特征,...