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空心氧化釔穩(wěn)定氧化鋯粉制備熱噴涂熱障涂層的優(yōu)勢

發(fā)布時(shí)間:2022/05/12 熱噴涂知識 瀏覽:4672

氧化釔穩(wěn)定氧化鋯粉的熔點(diǎn)高達(dá)2450攝氏度,該物性也決定了這種粉體對等離子噴涂系統(tǒng)并不友好,需要下游的涂層企業(yè)優(yōu)化參數(shù),才能讓該粉體正常發(fā)揮、形成理想的熱障涂層。
通過研發(fā),我們制備出了一種空心結(jié)構(gòu)的粉體。相較于實(shí)心粉體,空心氧化釔穩(wěn)定氧化鋯釔對熱噴涂系統(tǒng)更加友好:在等離子噴涂過程中更易熔化,并且在熔化后形成空心液滴,沉積到基體上形成的扁平粒子直徑小,涂層厚度均勻、缺陷少。
通常,我們用8YSZ來制備熱障涂層,以在1600攝氏度工作環(huán)境下可以保護(hù)熔點(diǎn)為1350攝氏度的高溫合金基體為目的,該涂層的柱狀微裂紋結(jié)構(gòu)是其具有低導(dǎo)熱率和高抗熱震性能的關(guān)鍵,而空心粉體制備涂層的柱狀微裂紋均勻、適中,空心粉涂層既不會出現(xiàn)較高的孔隙率,也不會降低梯度涂層間的結(jié)合強(qiáng)度,是高性能熱障涂層的優(yōu)選材料。
另一方面,我們又經(jīng)常用20YSZ來制備石墨坩堝上抵御熔煉高溫合金時(shí)產(chǎn)生的熔融腐蝕和熱震。相對于實(shí)心粉體,空心20YSZ粉體在等離子焰流中熔化地更徹底,在沉積于基體的瞬間,形成濺射狀的扁平液滴,這些恰恰可以降低涂層的氣孔率,以減少金屬熔液與石墨基體接觸,避免產(chǎn)生熱蒸汽和碳化物污染金屬熔液本身。
需要注意的是,石墨坩堝的熱膨脹系數(shù)與YSZ不是一個數(shù)量級,所以需要使用金屬鉬涂層來打底,以讓三者之間的熱膨脹系數(shù)趨同;而且,在熱噴涂前,是需要對石墨坩堝進(jìn)行預(yù)熱的,溫度一般要到450攝氏度左右。

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