熱震性試驗方案

1、熱震性試驗方案試驗用材HG4169、GH202、GH586 熱沖擊試樣尺寸40405mm，耐熱試樣尺寸 2015；噴涂前試樣表面采用噴砂粗化處理，采用等離子噴涂電源，以工業(yè)用Al2O3噴涂粉末，以NiCoCrAlY或NiCrAlY復合粉末作為底層。熱沖擊試樣采用單面噴涂，工作涂層的厚度0.3 mm，熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。噴涂工藝參數(shù)涂層名稱成分噴涂工藝參數(shù)功率(KW)離子氣1Ar(m3/h)離子氣1N2(m3/h)離子氣1H2(m3/h)送粉氣N2(m3/h)底層N

2、iCrAlY241.50.600.5工作層Al2O3（二級）281.80.50.230.5前人的研究表明;1、 具有過渡層涂層的熱震性明顯高于無過渡層的涂層，；2、 無論有無過渡層純的Al2O3涂層的熱震性均高于內(nèi)填有+ZrO2、 TiO2和Cr的復合涂層。3、 涂層的剝落與涂層對基底層氧化的保護作用有關。4、 對Al2O3+10%ZrO2涂層重熔處理熱震處理97次才發(fā)生剝落現(xiàn)象。資料來源：閻殿然，Al2O3涂層陶瓷抗高溫沖擊性能研究，河北工學院學報.1994第4期，：1217試驗方案一 等離子噴涂（外涂層Al2O3，以NiCrAlY復合粉末作為底層）+激光重熔試驗用材HG4169、GH202

3、、GH586 熱沖擊試樣尺寸40405mm，耐熱試樣尺寸 2015；噴涂前試樣表面采用噴砂粗化處理，采用等離子噴涂電源，以工業(yè)用Al2O3噴涂粉末，以NiCrAlY復合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分數(shù)一般控制在1%一下。基體溫度150200底層涂層厚度控制在5070m面涂層控制在0.150.13mm噴涂工藝參數(shù)涂層名稱成分噴涂工藝參數(shù)功率(KW)離子氣1Ar(m3/h)離子氣1N2(m3/h)離子氣1H2(m3/h)送粉氣N2(m3/h)底層NiCrAlY241.50.600.5工作層Al2O3（二級）281.80.50.230.51、 首先確定底層噴涂工藝參數(shù)，確定合理厚度 大約需要試樣1

4、0塊，在確定厚度優(yōu)化參數(shù)后進行面層噴涂工藝參數(shù)，厚度控制在5070m主要以測試硬度為主，考察薄膜層的質(zhì)量。2、 在優(yōu)化的底層試樣基體上進行Al2O3涂層最佳厚度的試驗，大約也需要5塊；熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。3、 做20塊成熟工藝的試樣塊進行激光微沖擊處理，主要目的是改變應力和氣孔；熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。目標100次4、 做10塊成熟工藝的

5、試樣塊進行激光重熔處理，同樣是為了改變氣孔，但應力無法釋放，但可以通過熱處理進行應力釋放。熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。目標100次試驗方案二 等離子噴涂（外涂層ZrO2+8% Y2O3，以NiCrAlY復合粉末作為底層）+激光重熔試驗用材GH586 熱沖擊試樣尺寸40405mm，耐熱試樣尺寸 2015；噴涂前試樣表面采用噴砂粗化處理，采用等離子噴涂電源，以工業(yè)用三氧化二釔（Y2O3）和穩(wěn)定的氧化鋯(ZrO2)噴涂粉末，以NiCrAlY復合粉末作為底層。ZrO2+8% Y2

6、O3我們自己去買單純的（Y2O3）和穩(wěn)定的氧化鋯(ZrO2) 自己回來配方。以NiCrAlY復合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分數(shù)一般控制在1%一下?；w溫度150200底層涂層厚度控制在5070m面涂層控制在0.150.13mm噴涂工藝參數(shù)涂層名稱成分噴涂工藝參數(shù)功率(KW)離子氣1Ar(m3/h)離子氣1N2(m3/h)離子氣1H2(m3/h)送粉氣N2(m3/h)底層NiCrAlY241.50.600.5工作層（二級）281.80.50.230.51、首先確定底層噴涂工藝參數(shù)，確定合理厚度 大約需要試樣20塊，在確定厚度優(yōu)化參數(shù)后進行面層噴涂工藝參數(shù)，厚度控制在5070m2、在優(yōu)化的底層

7、試樣基體上進行ZrO2+8% Y2O3涂層最佳厚度的試驗，大約也需要5塊；熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。3、做5塊成熟工藝的試樣塊進行激光微沖擊處理，主要目的是改變應力和氣孔；熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。目標100次4、做10塊成熟工藝的試樣塊進行激光重熔處理，同樣是為了改變氣孔，但應力無法釋放，但可以通過熱處理進行應力釋放。熱沖擊試樣加熱至1100保

8、溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。目標100次試驗方案三 等離子噴涂（外涂層ZrO2+7% Y2O3，以NiCrAlY復合粉末作為底層）+后激光沖擊試驗用材GH586 熱沖擊試樣尺寸40405mm，耐熱試樣尺寸 2015；噴涂前試樣表面采用噴砂粗化處理，采用等離子噴涂電源，以工業(yè)用三氧化二釔（Y2O3）和穩(wěn)定的氧化鋯(ZrO2)噴涂粉末，以NiCrAlY復合粉末作為底層。75%Al2O3+20SiO2+7% Y2O3基體溫度150200，以NiCrAlY復合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分數(shù)一般控制在1

9、%一下。底層涂層厚度控制在5070m面涂層控制在0.150.13mm噴涂工藝參數(shù)涂層名稱成分噴涂工藝參數(shù)功率(KW)離子氣1Ar(m3/h)離子氣1N2(m3/h)離子氣1H2(m3/h)送粉氣N2(m3/h)底層NiCrAlY241.50.600.5工作層（二級）281.80.50.230.51、首先確定底層噴涂工藝參數(shù)，確定合理厚度 大約需要試樣20塊，在確定厚度優(yōu)化參數(shù)后進行面層噴涂工藝參數(shù)，厚度控制在30m？2、在優(yōu)化的底層試樣基體上進行73%Al2O3+20SiO2+7% Y2O3涂層最佳厚度的試驗，大約也需要10塊；熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷

10、，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。3、做20塊成熟工藝的試樣塊進行激光微沖擊處理，主要目的是改變應力和氣孔；熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。目標100次4、做20塊成熟工藝的試樣塊進行激光重熔處理，同樣是為了改變氣孔，但應力無法釋放，但可以通過熱處理進行應力釋放。熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。目標100次

11、試驗方案四 等離子噴涂（外涂層5wt%La2O3+ZrO2-8wt%Y2O3，以NiCrAlY復合粉末作為底層）+后激光沖擊試驗用材GH586 熱沖擊試樣尺寸40405mm，耐熱試樣尺寸 2015；噴涂前試樣表面采用噴砂粗化處理，采用等離子噴涂電源，以工業(yè)用三氧化二釔（Y2O3）和穩(wěn)定的氧化鋯(ZrO2)噴涂粉末，以NiCrAlY復合粉末作為底層。2.5wt%La2O3+ZrO2-8wt%Y2O3基體溫度150200，以NiCrAlY復合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分數(shù)一般控制在1%一下。2.5wt%La2O3為納米粉末。底層涂層厚度控制在5070m面涂層控制在0.150.13mm噴涂工藝參

12、數(shù)涂層名稱成分噴涂工藝參數(shù)功率(KW)離子氣1Ar(m3/h)離子氣1N2(m3/h)離子氣1H2(m3/h)送粉氣N2(m3/h)底層NiCrAlY241.50.600.5工作層（二級）281.80.50.230.51、首先確定底層噴涂工藝參數(shù)，確定合理厚度 大約需要試樣20塊，在確定厚度優(yōu)化參數(shù)后進行面層噴涂工藝參數(shù)，厚度控制在5070m2、在優(yōu)化的底層試樣基體上進行2.5wt%La2O3+ZrO2+8wt%Y2O3涂層最佳厚度的試驗，大約也需要20塊；熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個

13、試樣的平均值。4、做5塊成熟工藝的試樣塊進行高溫回火處理，中速升溫，到900，保溫1小時，隨爐冷卻。3、做5塊成熟工藝的試樣塊進行激光微沖擊處理，主要目的是改變應力和氣孔；熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。目標100次4、做10塊成熟工藝的試樣塊進行激光重熔處理，同樣是為了改變氣孔，但應力無法釋放，但可以通過熱處理進行應力釋放。熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。

14、目標100次試驗方案五 激光沖擊+等離子噴涂（外涂層5wt%La2O3+ZrO2-8wt%Y2O3，以NiCrAlY復合粉末作為底層）+后激光沖擊處理試驗用材GH586 熱沖擊試樣尺寸40405mm，耐熱試樣尺寸 2015；噴涂前試樣表面采用噴砂粗化處理，采用等離子噴涂電源，以工業(yè)用三氧化二釔（Y2O3）和穩(wěn)定的氧化鋯(ZrO2)噴涂粉末，以NiCrAlY復合粉末作為底層。2.5wt%La2O3+ZrO2-8wt%Y2O3基體溫度150200，以NiCrAlY復合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分數(shù)一般控制在1%一下。2.5wt%La2O3為納米粉末。底層涂層厚度控制在5070m面涂層控制在0.

15、150.13mm噴涂工藝參數(shù)涂層名稱成分噴涂工藝參數(shù)功率(KW)離子氣1Ar(m3/h)離子氣1N2(m3/h)離子氣1H2(m3/h)送粉氣N2(m3/h)底層NiCrAlY241.50.600.5工作層（二級）281.80.50.230.51、首先對基材進行激光沖擊處理，在其表面形成很好的激光沖擊層。2、首先確定底層噴涂工藝參數(shù)，確定合理厚度 大約需要試樣20塊，在確定厚度優(yōu)化參數(shù)后進行面層噴涂工藝參數(shù)，厚度控制在5070m3、在優(yōu)化的底層試樣基體上進行2.5wt%La2O3+ZrO2+8wt%Y2O3涂層最佳厚度的試驗，大約也需要20塊；4、熱沖擊測試熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘

16、后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。4、做5塊成熟工藝的試樣塊進行高溫回火處理，中速升溫，到900，保溫1小時，隨爐冷卻。5、做5塊成熟工藝的試樣塊進行激光微沖擊處理，主要目的是改變應力和氣孔；熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。目標100次試驗方案六 激光沖擊+埋覆滲試驗用材GH586 熱沖擊試樣尺寸40405mm，耐熱試樣尺寸 2015；噴涂前試樣表面采用噴砂粗化處理，采用等離子噴涂電源，以工業(yè)用

17、三氧化二釔（Y2O3）和穩(wěn)定的氧化鋯(ZrO2)噴涂粉末，以NiCrAlY復合粉末作為底層。2.5wt%La2O3+ZrO2-8wt%Y2O3基體溫度150200，以NiCrAlY復合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分數(shù)一般控制在1%一下。2.5wt%La2O3為納米粉末。底層涂層厚度控制在5070m面涂層控制在0.150.13mm噴涂工藝參數(shù)涂層名稱成分噴涂工藝參數(shù)功率(KW)離子氣1Ar(m3/h)離子氣1N2(m3/h)離子氣1H2(m3/h)送粉氣N2(m3/h)底層NiCrAlY241.50.600.5工作層（二級）281.80.50.230.51、首先對基材進行激光沖擊處理，在其表面

18、形成很好的激光沖擊層。2、首先確定底層埋覆工藝參數(shù)，確定合理厚度 大約需要試樣20塊，在確定厚度優(yōu)化參數(shù)后進行面層埋覆滲過渡層工藝參數(shù)（NiCrAlY復合粉末），厚度控制在5070m3、在優(yōu)化的底層試樣基體上進行埋覆滲2.5wt%La2O3+ZrO2+8wt%Y2O3外涂層最佳厚度的試驗，大約也需要20塊；4、熱沖擊測試熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。4、做5塊成熟工藝的試樣塊進行高溫回火處理，中速升溫，到900，保溫1小時，隨爐冷卻。試驗方案七 等離子噴涂+激光雙向重熔試驗

19、用材GH586 熱沖擊試樣尺寸40405mm，耐熱試樣尺寸 2015；噴涂前試樣表面采用噴砂粗化處理，采用等離子噴涂電源，以NiCrAlY復合粉末作為底層。2.5wt%La2O3+ZrO2+8wt%Y2O3外涂層我們自己去買單純的（Y2O3）和穩(wěn)定的氧化鋯(ZrO2) 自己回來配方。主要解決薄壁件的變形問題。以NiCrAlY復合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分數(shù)一般控制在1%一下?；w溫度150200底層涂層厚度控制在5070m面涂層控制在0.150.13mm噴涂工藝參數(shù)涂層名稱成分噴涂工藝參數(shù)功率(KW)離子氣1Ar(m3/h)離子氣1N2(m3/h)離子氣1H2(m3/h)送粉氣N2(m3

20、/h)底層NiCrAlY241.50.600.5工作層（二級）281.80.50.230.51、首先確定底層噴涂工藝參數(shù)，確定合理厚度 大約需要試樣20塊，在確定厚度優(yōu)化參數(shù)后進行面層噴涂工藝參數(shù)，厚度控制在5070m2、在優(yōu)化的底層試樣基體上進行2.5wt%La2O3+ZrO2+8wt%Y2O3涂層最佳厚度的試驗，大約也需要5塊；熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。3、做5塊成熟工藝的試樣塊進行激光雙向重熔，主要目的是改變應力和氣孔；熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬

21、入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。目標100次4、做5塊成熟工藝的試樣塊進行高溫回火處理，中速升溫，到900，保溫1小時，隨爐冷卻。消除激光重熔中存在的應力問題。試驗方案八 激光表面造型+等離子噴涂試驗用材GH586 熱沖擊試樣尺寸40405mm，耐熱試樣尺寸 2015；噴涂前試樣表面采用噴砂粗化處理，采用等離子噴涂電源，以NiCrAlY復合粉末作為底層。2.5wt% HfO2+ZrO2-8wt%Y2O3外涂層我們自己去買單純的（Y2O3）和穩(wěn)定的氧化鋯(ZrO2) 自己回來配方。主要解決薄壁件的變形問題。以NiCrAl

22、Y復合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分數(shù)一般控制在1%一下?；w溫度150200底層涂層厚度控制在5070m面涂層控制在0.150.13mm2.5wt% HfO2+ZrO2-8wt%Y2O3噴涂工藝參數(shù)涂層名稱成分噴涂工藝參數(shù)功率(KW)離子氣1Ar(m3/h)離子氣1N2(m3/h)離子氣1H2(m3/h)送粉氣N2(m3/h)底層NiCrAlY241.50.600.5工作層（二級）281.80.50.230.51、首先確定激光造型工藝方案，優(yōu)化激光造型工藝參數(shù)，確定合理厚度 大約需要試樣20塊，深度控制在1015m。2、噴涂前試樣表面采用噴砂粗化處理，采用等離子噴涂，以NiCrAlY復合粉

23、末作為底層。3、在優(yōu)化的底層試樣基體上進行2.5wt% HfO2+ZrO2-8wt%Y2O3涂層最佳厚度的試驗，大約也需要5塊；熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。試驗方案九 激光表面造型+埋覆處理試驗用材GH586 熱沖擊試樣尺寸40405mm，耐熱試樣尺寸 2015；噴涂前試樣表面采用噴砂粗化處理，采用等離子噴涂電源，以工業(yè)用三氧化二釔（Y2O3）和穩(wěn)定的氧化鋯(ZrO2)噴涂粉末，以NiCrAlY復合粉末作為底層。2.5wt%La2O3+ZrO2-8wt%Y2O3基體溫度1

24、50200，以NiCrAlY復合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分數(shù)一般控制在1%一下。2.5wt%La2O3為納米粉末。底層涂層厚度控制在5070m面涂層控制在0.150.13mm2.5wt% HfO2+ZrO2-8wt%Y2O3噴涂工藝參數(shù)涂層名稱成分噴涂工藝參數(shù)功率(KW)離子氣1Ar(m3/h)離子氣1N2(m3/h)離子氣1H2(m3/h)送粉氣N2(m3/h)底層NiCrAlY241.50.600.5工作層（二級）281.80.50.230.51、首先確定激光造型工藝方案，優(yōu)化激光造型工藝參數(shù)，確定合理厚度 大約需要試樣20塊，深度控制在1015m。2、首先確定底層埋覆工藝參數(shù)，確定

25、合理厚度 大約需要試樣20塊，在確定厚度優(yōu)化參數(shù)后進行面層埋覆滲過渡層工藝參數(shù)（NiCrAlY復合粉末），厚度控制在5070m3、在優(yōu)化的底層試樣基體上進行埋覆滲2.5wt% HfO2+ZrO2-8wt%Y2O3外涂層最佳厚度的試驗，大約也需要20塊；4、熱沖擊測試熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。4、做5塊成熟工藝的試樣塊進行高溫回火處理，中速升溫，到900，保溫1小時，隨爐冷卻。試驗方案十 激光表面造型+磷化處理+等離子噴涂試驗用材GH586 熱沖擊試樣尺寸40405mm，

26、耐熱試樣尺寸 2015；噴涂前試樣表面采用噴砂粗化處理，采用等離子噴涂電源，以工業(yè)用三氧化二釔（Y2O3）和穩(wěn)定的氧化鋯(ZrO2)噴涂粉末，以NiCrAlY復合粉末作為底層。2.5wt%La2O3+ZrO2-8wt%Y2O3基體溫度150200，以NiCrAlY復合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分數(shù)一般控制在1%一下。2.5wt%La2O3為納米粉末。底層涂層厚度控制在5070m面涂層控制在0.150.13mm2.5wt% HfO2+ZrO2-8wt%Y2O3噴涂工藝參數(shù)涂層名稱成分噴涂工藝參數(shù)功率(KW)離子氣1Ar(m3/h)離子氣1N2(m3/h)離子氣1H2(m3/h)送粉氣N2(m

27、3/h)底層NiCrAlY241.50.600.5工作層（二級）281.80.50.230.51、首先確定激光造型工藝方案，優(yōu)化激光造型工藝參數(shù)，確定合理厚度 大約需要試樣20塊，深度控制在1015m。2、首先確定底層埋覆工藝參數(shù)，確定合理厚度 大約需要試樣20塊，在確定厚度優(yōu)化參數(shù)后進行面層埋覆滲過渡層工藝參數(shù)（NiCrAlY復合粉末），厚度控制在5070m3、在優(yōu)化的底層試樣基體上進行埋覆滲2.5wt% HfO2+ZrO2-8wt%Y2O3外涂層最佳厚度的試驗，大約也需要20塊；4、熱沖擊測試熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次

28、數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。4、做5塊成熟工藝的試樣塊進行高溫回火處理，中速升溫，到900，保溫1小時，隨爐冷卻。試驗方案十一 磷化處理+埋覆處理試驗用材GH586 熱沖擊試樣尺寸40405mm，耐熱試樣尺寸 2015；噴涂前試樣表面采用噴砂粗化處理，采用等離子噴涂電源，以工業(yè)用三氧化二釔（Y2O3）和穩(wěn)定的氧化鋯(ZrO2)噴涂粉末，以NiCrAlY復合粉末作為底層。2.5wt%La2O3+ZrO2-8wt%Y2O3基體溫度150200，以NiCrAlY復合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分數(shù)一般控制在1%一下。2.5wt%La2O3為納米粉末。底層涂層厚度控制在50

29、70m面涂層控制在0.150.13mm2.5wt% HfO2+ZrO2-8wt%Y2O3噴涂工藝參數(shù)涂層名稱成分噴涂工藝參數(shù)功率(KW)離子氣1Ar(m3/h)離子氣1N2(m3/h)離子氣1H2(m3/h)送粉氣N2(m3/h)底層NiCrAlY241.50.600.5工作層（二級）281.80.50.230.51、首先確定激光造型工藝方案，優(yōu)化激光造型工藝參數(shù)，確定合理厚度 大約需要試樣20塊，深度控制在1015m。2、首先確定底層埋覆工藝參數(shù)，確定合理厚度 大約需要試樣20塊，在確定厚度優(yōu)化參數(shù)后進行面層埋覆滲過渡層工藝參數(shù)（NiCrAlY復合粉末），厚度控制在5070m3、在優(yōu)化的底層

30、試樣基體上進行埋覆滲2.5wt% HfO2+ZrO2-8wt%Y2O3外涂層最佳厚度的試驗，大約也需要20塊；4、熱沖擊測試熱沖擊試樣加熱至1100保溫10分鐘后迅速淬入2025中的水中急冷，記錄涂層表面出現(xiàn)第一次裂紋的次數(shù)及涂層剝落1、2的次數(shù)，每個數(shù)據(jù)取三個試樣的平均值。4、做5塊成熟工藝的試樣塊進行高溫回火處理，中速升溫，到900，保溫1小時，隨爐冷卻。實驗材料實驗用基體材料為GH30 高溫合金； 金屬粘結層為NiCrAlY 合金粉末，粒度4575m；陶瓷隔熱層材料為南京海泰納米材料有限公司提供的納米ZrO2+8wt%Y2O3粉末和佳盛無機材料服務中心提供的納米La2O3粉末。實驗中噴涂

31、的粉末材料采取分別摻雜2.0wt%和2.5wt%的納米La2O3粉末的納米8YSZ 粉末，通過噴霧干燥工藝處理，將其團聚造粒為平均直徑54m 的團聚顆粒， 并在1000 1 h的條件下進行熱處理后作為噴涂喂料。1.2 熱障涂層的制備噴涂前用丙酮清洗基體表面的油污，然后用16#棕剛玉砂對GH30 合金表面進行噴砂粗化處理，直至基體表面沒有金屬光澤，再用酒精清洗，電熱風烘干。將基體固定后采用HKD2008 型等離子噴涂系統(tǒng)按如表1 所示的噴涂參數(shù)進行噴涂。純凈的 ZrO2 具有3 種晶型轉(zhuǎn)變：9501220 由單斜晶向四方晶轉(zhuǎn)變；由950690由四方晶向單斜晶轉(zhuǎn)變；在2370 oC由四方晶轉(zhuǎn)變立方

32、晶轉(zhuǎn)變。單斜晶與四方晶型轉(zhuǎn)變是可逆的。從高溫型的四方晶向低溫型的單斜晶轉(zhuǎn)變伴有4%左右的反常膨脹，這種轉(zhuǎn)變并不發(fā)生原子擴散和成分變化，只是體積和形狀發(fā)生變化，這將使涂層在使用過程中由于體積效應產(chǎn)生內(nèi)應力而開裂或剝落,因此純凈的ZrO2 不能用來制備熱障涂層1。若加入一定量的穩(wěn)定劑，如MgO、Y2O3、CeO2、La2O3、Sc2O3 等或其混合物，可以使ZrO2 固溶體晶型穩(wěn)定化，在冷卻過程中不向單斜晶型轉(zhuǎn)變，控制穩(wěn)定劑的加入量，則可以得到部分穩(wěn)定和全穩(wěn)定ZrO2 。目前應用最多的是68 %Y2O3 部分穩(wěn)定的ZrO2 涂層,可在1100 以下長期工作，本試驗選用7 %Y2O3 部分穩(wěn)定的Zr

33、O2 作為熱障涂層的陶瓷面層材料。采 用 不 同 比 例 的 NiCoCrAlTaY 與7%Y2O3ZrO2(YSZ)的復合粉末作為試驗中的梯度熱障涂層材料，NiCoCrAlTaY 所占比例分別為100 %、75 %、50 %、25 %、0 %，其余為YPZ，即采用5 層結構第1 層100 %NiCoCrAlTaY 即底層、第2 層75 %NiCoCrAlTaY+25 %YSZ、第3層50 % NiCoCrAlTaY+ 50 %YSZ、第4 層25 %NiCoCrAlTaY+75 %YSZ、第5 層100 %YSZ 即陶瓷面層。2 等離子噴涂工藝及熱沖擊性能試驗2.1 傳統(tǒng)的雙層結構熱障涂層試

34、樣基體材料為 IC6 高溫合金, 它是一種以金屬間化合物Ni3Al 為基的定向凝固高溫合金，可用于渦輪發(fā)動機熱端部件導向葉片的制造，成分如表2。熱障涂層粘結底層材料為NiCoCrAlTaY合金粉末，面層材料為7 % Y2O3ZrO2（YSZ）。試樣尺寸30 mm30 mm3 mm。噴涂時以Ar 為主氣，H2 為次氣，底層厚度0.090.11 mm。等離子噴涂參數(shù)及面層厚度如表3，在等離子噴涂過程中，試樣背面用壓縮空氣冷卻，使試樣基體溫度保持在150 250 之間，目的是為了減小涂層噴涂過程中的應力累積，提高結合強度。YSZ熱障涂層處理的新方法1、 天津大學材料科學與工程學院。葉福興，呂雁兵，郝

35、利軍，孫策，郭磊等。在QT500 基體上采用化學鍍方法制備Ni-P合金鍍層，并在有鍍層與無鍍層基體上依次采用超音速火焰噴涂（HVOF）制備NiCoCrAlY粘結層和等離子噴涂（APS）制備ZrO2-8%Y2O3(8YSZ)陶瓷層。采用熱循環(huán)方法評定不同結構熱障涂層的抗熱震性能，并探討其熱震失效機理。結果表明：鎳磷鍍層可顯著提高高溫涂層的抗熱震性能；無Ni-P過渡層試樣熱震失效形式為大面積整體剝落，含Ni-P鍍層高溫涂層熱震失效形式為邊角局部剝落；Ni-P 過渡層抑制了基體金屬與粘結層之間元素的互擴散行為?；瘜W鍍層微觀形態(tài)呈胞狀結構,基體表面鍍層厚度約30m。金屬粘結層噴涂粉末選用Sulzer-

36、Metco公司生產(chǎn)的NiCoCrAlY(AMDRY9951)，粒度53m，名義成分見表3。陶瓷層材料選用ZrO2-8%Y2O3粉末（粒度為-75+45m）。為了消除在熱震過程中鍍層晶化引起的生長應力對涂層壽命的不利影響，噴涂前，將試樣放入大氣氣氛熱處理爐中，400下保溫1h，從而起到去氫和使鍍層晶化的作用89。之后采用天津大學開發(fā)的TJ-9000 型超音速火焰噴涂（HVOF）系統(tǒng)制備粘結層，噴涂厚度約為130m，以丙烷為燃氣，氧氣為助燃氣，氮氣為送粉氣。采用APS-2000 型等離子噴涂系統(tǒng)制備陶瓷層，厚度約為300m。在本研究中設計了一套熱震實驗裝置，對試樣進行周期性火焰燒蝕和水淬冷卻循環(huán)處

37、理，循環(huán)周期為4 分鐘。設定試樣正面加熱最高溫度為950C，利用紅外測溫儀測定基體背面溫度，測得試樣正面和背面的溫度循環(huán)曲線如圖1 所示。在實驗中，試樣表面出現(xiàn)明顯的裂紋或是涂層剝離面積達到15%以上，即認定涂層失效。表4 熱震實驗結果樣品編號熱震次數(shù)1 10052 9603 1354414411、2 號試樣涂層結構為合金粘結層+8YSZ 陶瓷層，在熱震過程中破壞最快，空氣中的氧氣從疏松的涂層間隙與QT500 基體接觸發(fā)生反應，基體與涂層均發(fā)生氧化。并且，在熱震過程中，溫度變化時由于基體與涂層間的熱膨脹系數(shù)存在差異，基體和涂層界面位置產(chǎn)生熱應力，導致涂層剝落失效。3、4 號試樣涂層結構為鎳磷化學鍍層+合金粘結層+8YSZ 陶瓷層，涂層經(jīng)過1000 次熱震實驗仍未失效，說明化學鍍鎳磷層顯著提高了熱障涂層的抗熱震性能。涂層結構中金屬粘結層與鎳磷鍍層化學成分均以Ni 為主，金屬粘結層直接沉積在鍍層上，當噴涂參數(shù)不變時，鎳磷鍍層的熱導率遠小于鐵基體，此時金屬粒子在鎳磷鍍層的接觸溫度較高，與其發(fā)生化學冶金結合的幾率將大于鐵基體，粒子和鍍層之間的結合力增大。并且鎳磷鍍層表面清潔，更有利于粒子和鍍層的結合。因此，無論是鍍層與基體，還是金屬粘結層與鍍層，其結合力都大于粘結層與基體的直接結合