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铝活塞上等离子喷涂镍合金与氧化物陶瓷连接的研究

刘丽荣  
【摘要】: 本文主要研究铝活塞上等离子喷涂氧化物/镍合金梯度热障 层的连接机理。通过对表面技术的研究,在热障层制备上引入梯 度技术,并选择等离子喷涂技术来制备梯度涂层;在综合分析热 障层残余热应力大小和陶瓷侧应力状态等因素的基础上,确定了 梯度热障层各项参数的最佳值;对多种陶瓷材料的性能进行了比 较,并根据活塞工作环境的具体要求,选择ZrO_2+8%Y_2O_3与已经 确定的粘结层材料NiCrAlCoY来制成梯度热障层。 对所制备的梯度热障层进行了大量试验,结果表明,涂层各 项性能均优良。在此基础上,利用金相显微镜、岩相显微镜、扫 描电镜及能谱分析仪等分析了涂层的结合方式,研究结果表明, 本文制备的梯度涂层中的氧化锆与镍合金间形成了化学键结合, 同时又存在机械结合、物理结合和扩散结合等多种结合方式。由 于化学键的形成和梯度技术的引入,大大提高了热障层的结合强 度,这为今后解决TBCs可靠性的问题提出了新的思路。


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