1）計算機(jī)模擬單層通道等離子噴涂ZrO2涂層，冷卻后其內(nèi)部的殘余應(yīng)力主要集中在熱流中心區(qū)域，涂層內(nèi)部最大的內(nèi)應(yīng)力為徑向拉應(yīng)力，涂層的等效應(yīng)力為160~220 MPa的殘余拉應(yīng)力。
2）使用X射線衍射儀檢測噴涂冷卻后的涂層，試驗表明，噴涂涂層殘余應(yīng)力為180~185 MPa拉應(yīng)力，在計算機(jī)模擬結(jié)果范圍之內(nèi)，且試樣在拉伸試驗后涂層應(yīng)力得到一定程度的釋放。
3）通過拉曼光譜法標(biāo)定該涂層的拉曼-應(yīng)力因子Πu=8.33 (cm·GPa)?1，涂層應(yīng)力為174~180 MPa拉應(yīng)力，與計算機(jī)模擬結(jié)果以及XRD檢測結(jié)果具有良好的匹配性。
3種不同粒徑粉末所制備涂層形貌
原始粉末、噴涂態(tài)粉末及噴涂態(tài)涂層XRD圖譜
磨損量和摩擦因數(shù)隨摩擦次數(shù)的變化曲線
涂層結(jié)合強(qiáng)度對比
不同涂層熱震后的宏觀形貌
1）隨著團(tuán)聚粉末粒度的減小，團(tuán)聚粉末的球形度逐漸變低，粉末流動性也隨之變差。同時，團(tuán)聚粉末內(nèi)部的孔隙率變大，#400粉末內(nèi)部均勻致密，#1400粉末內(nèi)部相對疏松多孔。
2）團(tuán)聚粉末的粒度越小，其在等離子焰流中的氣化率越高。#400涂層形成的柱狀晶結(jié)構(gòu)不明顯，說明團(tuán)聚粉末在等離子焰流中未氣化完全，而是以液滴和未熔粒子的形式互相堆積而形成涂層。#1400涂層與#800涂層均以氣相沉積為主，涂層呈典型的羽毛–柱狀結(jié)構(gòu)，且#1400涂層中的未熔粒子較#800涂層明顯減少，氣化率達(dá)到最高。但#1400涂層由于其粉末粒度過小，以及流動性較差，送粉的過程中部分粉末未能順利地通過噴嘴到達(dá)等離子焰流的中心，涂層的沉積率會略微降低。
3）隨著團(tuán)聚粉末粒度的減小，制備出相應(yīng)涂層的力學(xué)性能和抗熱震性能有著明顯的提高。#400涂層的平均結(jié)合強(qiáng)度為23 MPa，水淬60次后，涂層表面就出現(xiàn)較大的裂紋，涂層所表現(xiàn)出的結(jié)合強(qiáng)度與抗熱震性能都為最差。由于柱狀晶間隙的存在提供了熱應(yīng)力釋放的通道，#1400涂層在經(jīng)歷200遍水淬后，涂層邊緣才出現(xiàn)部分剝落及部分裂紋，#1400涂層具備了最優(yōu)的抗熱震性能，#800涂層次之。此外，#1400涂層的結(jié)合強(qiáng)度明顯高于#400和#800涂層，這說明氣化率的提升能使GYbZ涂層與YSZ涂層更好地結(jié)合。
YANG Shuo, MAO Jie, DENG Zi-qian, et al. Effects of Agglomerated Powder Particle Size on Performance of GYbZ Thermal Barrier Coating Prepared by PS-PVD[J]. Surface Technology, 2023, 52(2): 395-403.
-------------------本文摘抄“表面處理”