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《哈尔滨工业大学》 2010年
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Y_2O_3-ZrO_2热障涂层高温氧化、腐蚀及抗热震性能研究

张佐伊  
【摘要】: 本文采用大气等离子喷涂技术在高温合金基体上制备了氧化钇稳定化的氧化锆(YSZ)热障涂层,表面陶瓷层分别为YSZ微米涂层、YSZ纳米涂层,中间黏结层为NiCoCrAlY合金。通过对热障涂层的氧化实验、高温腐蚀实验和热震实验的结果进行比较,并结合X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和电子能谱(EDX)表征手段,较系统地研究了物相和微观组织对各种YSZ热障涂层抗氧化、抗高温腐蚀和抗热震性能的影响规律。 研究结果表明YSZ热障涂层高温氧化后会在黏结层和陶瓷层之间生成以氧化铝为主要成分的热生长氧化层(TGO)。微米YSZ热障涂层的氧化速率比纳米YSZ热障涂层快。纳米YSZ热障涂层的抗氧化能力更好。 YSZ中的Y_2O_3与V_2O_5有强烈的反应,生成的M相ZrO_2和YVO_4晶体导致了热障涂层黏结层与陶瓷层、黏结层与基体之间产生了宽裂纹,最后导致热障涂层的失效。900℃下的高温腐蚀,发生了一定程度的T→M相变。纳米YSZ热障涂层和微米YSZ热障涂层相比,生成的腐蚀产物较少,M相体积分数较少。 纳米YSZ热障涂层的寿命约为微米YSZ热障涂层的寿命的2倍。热障涂层失效的原因主要有两点:一是金属基底与陶瓷表层热膨胀不匹配使涂层界面处产生剩余应力使涂层脱落失效;二是氧气透过裂纹与基体和黏结层反应生成的氧化物,使应力增大,导致涂层脱落失效。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:TG174.4

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 任杰;YSZ热障涂层的热腐蚀性能研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 张玉娟,张玉驰,孙晓峰,管恒荣,胡壮麒,沈嘉年;热障涂层的发展现状[J];材料保护;2004年06期
2 徐庆泽;梁春华;孙广华;王志宏;;国外航空涡扇发动机涡轮叶片热障涂层技术发展[J];航空发动机;2008年03期
3 徐惠彬,宫声凯,刘福顺;航空发动机热障涂层材料体系的研究[J];航空学报;2000年01期
4 冀晓鹃;宫声凯;徐惠彬;刘福顺;;添加稀土元素对热障涂层YSZ陶瓷层晶格畸变的影响[J];航空学报;2007年01期
5 牟仁德;陆峰;何利民;贺世美;黄光宏;;热障涂层技术在航空发动机上的应用与发展[J];热喷涂技术;2009年01期
6 胡长均;王铀;吴朝军;;热喷涂纳米结构热障涂层的最新研究[J];热加工工艺;2007年11期
7 王引真,孙永兴,鄢君辉,郑修麟,阎国超;热障涂层热震失效寿命定量计算的研究[J];无机材料学报;1999年01期
8 郭洪波;宫声凯;徐惠彬;;先进航空发动机热障涂层技术研究进展[J];中国材料进展;2009年Z2期
9 刘纯波;林锋;蒋显亮;;热障涂层的研究现状与发展趋势[J];中国有色金属学报;2007年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 涂漫燕;刘一华;;涂层对V形切口断裂影响的有限元分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2009年02期
2 李志林,吴远启;粘结层中的Co对热障涂层界面结合因子的影响[J];北京化工大学学报(自然科学版);2004年04期
3 项建英;陈树海;黄继华;梁文建;曹艳军;汪瑞军;何箐;;热障涂层陶瓷材料La_2(Zr_(0.7)Ce_(0.3))_2O_7的制备和性能[J];北京科技大学学报;2012年03期
4 成志芳,吕广庶,王富耻,马壮,沈金文;功能梯度热障涂层热震裂纹的形成和扩展[J];北京理工大学学报;2003年01期
5 王学兵,张幸红,杜善义;梯度热障涂层的研究现状[J];中国表面工程;2004年03期
6 吴静;朱丽娟;袁福河;段绪海;;K417G高温合金纳米氧化锆热障涂层的制备与性能[J];中国表面工程;2006年05期
7 何箐;吕玉芬;汪瑞军;李宏;;等离子喷涂常规和纳米8YSZ热障涂层的性能[J];中国表面工程;2008年06期
8 王继东;王智慧;;等离子喷涂CeO_2-Y_2O_3稳定ZrO_2陶瓷涂层耐高温铁水热震研究[J];中国表面工程;2010年03期
9 张伟;郭永明;陈永雄;;热喷涂技术在产品再制造领域的应用及发展趋势[J];中国表面工程;2011年06期
10 刘保福;詹肇麟;翟志清;;稀土氧化物陶瓷材料在热障涂层上的应用现状[J];表面技术;2007年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 侯根良;吕秋娟;苏勋家;;等离子喷涂ZrO_2涂层隔热耐烧蚀性能研究[A];第六届中国功能材料及其应用学术会议论文集(8)[C];2007年
2 邱明波;刘志东;田宗军;张有;黄因慧;;绝缘涂层构件电化学放电小孔加工电流特性研究[A];第14届全国特种加工学术会议论文集[C];2011年
3 陈飞;周海;吕涛;丁华东;;耐热钢表面等离子喷涂NiCrAl+(ZrO_2+Y_2O_3)热障涂层性能的研究[A];北京机械工程学会2006年优秀论文集[C];2006年
4 曹素红;马壮;王富耻;王全胜;肖雄;;C/PMR-15基体表面WC-Co涂层制备及性能研究[A];北京机械工程学会2006年优秀论文集[C];2006年
5 宋波;刘喜华;张梅;王福明;;La_2O_3-CeO_2-ZrO_2热障涂层材料研究[A];2004年全国冶金物理化学学术会议专辑[C];2004年
6 代辉;李佳艳;曹学强;;热障涂层新材料[A];2004年中国材料研讨会论文摘要集[C];2004年
7 宫声凯;郭洪波;;航空发动机用先进涂层材料及工艺[A];中国新材料产业发展报告(2006)——航空航天材料专辑[C];2006年
8 陈飞;周海;吕涛;丁华东;;耐热钢表面等离子喷涂NiCrAl+(ZrO_2+Y_2O_3)热障涂层性能的研究[A];2006年第二届七省区市机械工程学会科技论坛暨学会改革与发展研讨会论文集[C];2006年
9 曹素红;马壮;王富耻;王全胜;肖雄;;C/PMR-15基体表面WC-Co涂层制备及性能研究[A];2006年第二届七省区市机械工程学会科技论坛暨学会改革与发展研讨会论文集[C];2006年
10 徐中;曾小兰;崔健超;;热障涂层在加热/冷却循环条件下的寿命预测研究[A];真空冶金与表面工程——第八届真空冶金与表面工程学术会议论文集[C];2007年
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1 宋鹏;铂铝合金粘结涂层的高温氧化行为研究[D];昆明理工大学;2010年
2 宋建荣;7YSZ/Al_2O_3/Ni-343多层热障涂层的同步合成及其性能研究[D];武汉理工大学;2010年
3 欧阳静;氧化锆基功能材料的制备与性能研究[D];中南大学;2010年
4 刘怀菲;二元稀土氧化物复合稳定氧化锆热障涂层材料的制备及性能研究[D];中南大学;2011年
5 陈亚军;热障涂层热生长氧化物形成及生长过程的干预与控制研究[D];天津大学;2010年
6 王宏宇;纳米颗粒增强NiCoCrAlY激光熔覆涂层制备及其特性研究[D];南京航空航天大学;2010年
7 刘继进;(CaO/Y_2O_3)-ZrO_2超细粉的制备及其电解质性能的研究[D];湖南大学;2002年
8 马卓娜;原位固体核磁共振技术研究正丁烷异构化反应机理[D];复旦大学;2003年
9 胡军成;液相法合成碳酸二甲酯的催化研究[D];复旦大学;2003年
10 黄水根;多元氧化锆(ZrO_2)基陶瓷的相图计算和材料制备[D];上海大学;2003年
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1 胡雪磊;冷喷涂金属/陶瓷热障涂层沉积特性和防护机理研究[D];中国海洋大学;2010年
2 陈强;热循环条件下热障涂层断裂韧性和残余应力的测试分析[D];湘潭大学;2010年
3 崔贯英;超硬多元复合氮化物反应膜的研究[D];沈阳大学;2010年
4 刘柱;稀土复合氧化物ReeTi_2Al_9O_(19)的制备及性能研究探索[D];中国地质大学(北京);2011年
5 黄祺;大气等离子喷涂制备三元纳米YSZ热障涂层及性能研究[D];武汉理工大学;2011年
6 黄伟;高温可磨耗封严复合涂层的制备及性能研究[D];武汉理工大学;2011年
7 马东林;特征喷涂参数对等离子喷涂氧化铝涂层的微观结构及性能影响[D];西华大学;2011年
8 王存霞;强流脉冲电子束辐照ZrO_2陶瓷涂层表面改性[D];大连理工大学;2011年
9 曲伟;强流脉冲电子束对热障涂层表面封装的数值模拟[D];大连理工大学;2011年
10 郭雁军;低温烧结8YSZ的微观组织结构及力学性能研究[D];中南大学;2011年
【同被引文献】
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1 任鑫;;等离子喷涂YSZ热障涂层的热腐蚀行为研究[J];表面技术;2009年06期
2 马正青,黎文献,谭敦强,肖于德;ZrO_2·Al_2O_3陶瓷涂层耐蚀性能研究[J];材料保护;2001年08期
3 任呈强,刘道新,白真权;高温高压环境腐蚀电化学研究用参比电极的制备及性能[J];材料保护;2004年04期
4 朱宗元,刘华珍;镍基合金叶片的热腐蚀与防护[J];腐蚀与防护;1999年05期
5 刘伦乾;田宗军;王东生;沈理达;刘志东;黄因慧;;激光重熔对TiAl合金表面等离子喷涂热障涂层耐热腐蚀性能的影响[J];热处理技术与装备;2009年05期
6 徐庆泽;梁春华;孙广华;王志宏;;国外航空涡扇发动机涡轮叶片热障涂层技术发展[J];航空发动机;2008年03期
7 郭洪波,宫声凯,徐惠彬;梯度热障涂层的设计[J];航空学报;2002年05期
8 曾潮流,王文,吴维;熔融盐热腐蚀的电化学阻抗模型[J];金属学报;1999年07期
9 霍志璞,黄克正,刘刚,郭克红;基于功能表面分解重构的产品信息模型[J];机械科学与技术;2002年05期
10 马维,潘文霞,吴承康;热障涂层材料性能和失效机理研究进展[J];力学进展;2003年04期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 任鑫;几种高温防护涂层的高温氧化和热腐蚀行为研究[D];南京理工大学;2005年
2 牟仁德;热障涂层隔热性能研究[D];北京航空材料研究院;2007年
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1 王爽;等离子喷涂热障涂层的氧化行为[D];大连理工大学;2006年
【二级参考文献】
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1 王鲁,吕广庶,王富耻,范天佑;功能梯度热障涂层热负荷下的有限元分析[J];兵工学报;1999年01期
2 师昌绪,徐滨士 ,张平 ,刘世参;21世纪表面工程的发展趋势[J];中国表面工程;2001年01期
3 徐滨士 ,马世宁 ,朱绍华 ,梁秀兵;表面工程与再制造工程的进展[J];中国表面工程;2001年01期
4 王学兵,张幸红,杜善义;梯度热障涂层的研究现状[J];中国表面工程;2004年03期
5 李其连;等离子喷涂ZrO_2热障涂层热冲击破坏研究[J];中国表面工程;2004年03期
6 吕艳红;吴子健;唐建新;张虎寅;;纳米YSZ热障涂层隔热行为研究[J];中国表面工程;2006年01期
7 应保胜,高全杰,但斌斌;等离子喷涂涂层中残余应力分析[J];表面技术;2004年01期
8 陈炳贻;航空发动机用热障涂层的发展[J];材料保护;1997年02期
9 刘凤岭;面向21世纪的热障涂层结构设计[J];材料保护;2000年01期
10 李长青,马世宁,刘谦;热喷涂纳米结构涂层技术的研究进展[J];材料保护;2004年05期
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3 王利强 ,阎殿然 ,何继宁 ,宋向阳;热障涂层研究状况及进展[J];新技术新工艺;2002年03期
4 毕晓昉,郭洪波,宫声凯,徐惠彬;电子束物理气相沉积热障涂层抗高温腐蚀性能的研究[J];中国腐蚀与防护学报;2002年02期
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6 高阳,梁勇,师昌绪;梯度热障涂层的发展和未来应用[J];材料工程;1996年12期
7 李其连;等离子喷涂ZrO_2热障涂层热冲击破坏研究[J];中国表面工程;2004年03期
8 魏涛,雷廷权,周玉,欧阳家虎;陶瓷热障涂层的研究进展[J];宇航材料工艺;1997年03期
9 沈文雁,霍晓,张建苏,吴凤筠,陈孟成;EB-PVD 热障涂层的失效行为研究[J];材料工程;1998年06期
10 陈国锋,李金士,冯钟潮;激光重熔处理对含Al、Ti、TiO_2等离子喷涂热障涂层组织的影响[J];金属热处理;1999年09期
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1 毛卫国;吴多锦;周益春;;拉伸载荷作用下热障涂层界面破坏实时测试研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
2 周益春;桥田俊之;段祝平;;热障涂层的热-力耦合破坏机制[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
3 丁永军;张辉;谢铮;奚源;陈文科;高艳雯;王秋童;;热障涂层自动化热喷涂系统的研发[A];中国计量协会冶金分会2011年会论文集[C];2011年
4 赵乃义;郭洪波;;复杂形面热障涂层界面结合研究[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
5 董丽;张朋波;曲伟;秦颖;梅显秀;董闯;;ZrO_2热障涂层残余应力的有限元模拟[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
6 何利民;许振华;牟仁德;李建平;贺世美;黄光宏;;La_2(Zr_(0.7)Ce_(0.3))_2O_7新型高温热障涂层[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
7 梅显秀;孙文飞;王友年;马腾才;;强流脉冲离子束辐照YSZ热障涂层表面改性[A];2010全国荷电粒子源、粒子束学术会议论文集[C];2010年
8 周益春;毛卫国;杨丽;刘奇星;吴多锦;;热障涂层的破坏机理及寿命预测[A];2011中国材料研讨会论文摘要集[C];2011年
9 王海军;周世魁;韩志海;刘明;;旋转式多功能热震试验机研制[A];第六届全国表面工程学术会议暨首届青年表面工程学术论坛论文集[C];2006年
10 王海军;周世魁;韩志海;刘明;;旋转式多功能热震试验机研制[A];第六届全国表面工程学术会议论文集[C];2006年
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1 马宽新;西航热障涂层工艺取得重大突破[N];中国航空报;2009年
2 记者 沈谦 通讯员 马宽新;西航开发热障涂层工艺 年节约成本300万元[N];陕西日报;2009年
3 李思闽 整理;自强立国 创新利民[N];中国航空报;2011年
4 本报记者 胡诗云;国产新型高速邮资机制成[N];中国邮政报;2002年
5 徐刚 廖春生 严纯华;我国钪资源开发利用的战略思考[N];中国有色金属报;2000年
6 朱俊喜 丁洛娣;精益求精铸精品 车轮滚滚压四方[N];厂长经理日报;2000年
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1 王璟;锆酸镧热障涂层研究[D];国防科学技术大学;2009年
2 刘奇星;热障涂层涡轮叶片失效的有限元模拟[D];湘潭大学;2012年
3 何博;钛合金表面热障涂层的制备与研究[D];上海交通大学;2008年
4 杨玉娥;热障涂层结构性能及健康状况微波无损检测方法研究[D];北京工业大学;2013年
5 宋建荣;7YSZ/Al_2O_3/Ni-343多层热障涂层的同步合成及其性能研究[D];武汉理工大学;2010年
6 陈亚军;热障涂层热生长氧化物形成及生长过程的干预与控制研究[D];天津大学;2010年
7 王文权;等离子喷涂纳米陶瓷热障涂层组织与性能研究[D];吉林大学;2005年
8 宫文彪;等离子喷涂三元纳米ZrO_2-Y_2O_3/CeO_2热障涂层的组织与性能研究[D];吉林大学;2007年
9 毛卫国;热—力联合作用下热障涂层界面破坏分析[D];湘潭大学;2006年
10 苗收谋;强流脉冲离子束辐照材料表面烧蚀作用研究[D];大连理工大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张佐伊;Y_2O_3-ZrO_2热障涂层高温氧化、腐蚀及抗热震性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
2 陈强;热循环条件下热障涂层断裂韧性和残余应力的测试分析[D];湘潭大学;2010年
3 曾水冰;钛合金表面热障涂层的制备及其性能研究[D];长沙理工大学;2012年
4 吴锦杨;自愈合热障涂层的制备和研究[D];华中科技大学;2012年
5 吴多锦;热障涂层界面破坏实时测试分析及实验模拟系统的研制[D];湘潭大学;2011年
6 姚汪兵;热障涂层失效过程的声发射检测及统计分析[D];湘潭大学;2012年
7 张群梅;声发射法表征热障涂层的断裂韧性与损伤演化[D];湘潭大学;2012年
8 孙颖;涡轮叶片热障涂层结构状态超声检测方法研究[D];南昌航空大学;2013年
9 杨雪松;基于内聚力单元热障涂层体系失效过程有限元模拟分析[D];湘潭大学;2013年
10 李果;TBC热障涂层热循环的红外监测[D];首都师范大学;2013年
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