用HVOF喷涂Y2O<em>3</em>稳定的ZrO2热障涂层

• 作者: Tabbetha A.Dobbins
• 来源期刊: 国外机车车辆工艺
• 学科: 工学
• 关键词: HVOF 热障涂层 TBC 氧化锆 热喷涂沉积
• 年，卷（期）: 2004,（6）
• 所属期刊栏目: 试验·研究
• 页码范围: 6-14
• 页数: 9页
• 分类号: TG174.442
• 语种: 中文

摘要

高速氧燃气(HVOF)热喷涂已经被成功地用来在热障涂层(TBC)应用领域沉积氧化钇稳定的氧化锆(YSZ)涂层.使用氢气作为燃气,在范围有限的喷涂条件下得到了结合良好的涂层.经对喷涂参数,如氢氧比、喷涂距离以及基体冷却进行研究发现,喷涂距离对涂层质量影响明显.在所试验的各种氢氧比的条件下,从喷枪出口起,在75 mm到125mm内得到了结合良好的涂层.与空气等离子喷涂(APS)沉积的YSZ涂层相比,HVOF沉积涂层以正方晶体相形式表现出更好的稳定性,并且具有一致的的密度、表面粗糙度和横截面显微硬度.特别值得注意的是,HVOF涂层的横断面揭示出更加均质的结构.很多理论模型预测在HVOF火焰里,YSZ不可能被熔化,因此,用这一工艺不可能沉积出可靠的YSZ涂层.在本研究工作中得到的试验结果是:在HVOF枪作业时燃烧室的压力高达0.39 MPa,使得绝热火焰温度值达到了氧化锆的熔点以上.在这种条件下,Ranz-Marshell热传输模型预测HVOF喷涂粒子的表面温度Tp高到足以使得小的氧化锆粒子(10 μm)被部份熔化,Tp=(1.10～0.95)Tm.进一步的分析证明,对于较大的粒子(38 μm),当粒子温度Tp=(0.59～0.60)Tm时,即产生了结合良好的涂层,这表示在HVOF喷涂中,烧结可能对氧化锆的沉积起到一定的作用.这些结果表明对于有着粒子尺寸分布范围较大的粉末可能存在着2种不同的结合机理.