熱震性試驗(yàn)方案

年4月19日熱震性試驗(yàn)方案文檔僅供參考，不當(dāng)之處，請(qǐng)聯(lián)系改正。熱震性試驗(yàn)方案試驗(yàn)用材HG4169、GH202、GH586熱沖擊試樣尺寸40×40×5mm，耐熱試樣尺寸Φ20×15；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αAl2O3噴涂粉末，以NiCoCrAlY或NiCrAlY復(fù)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0.3mm，熱沖擊試樣加熱至1100℃保溫10分鐘后迅速淬入20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)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NiCrAlY241.50.600.5工作層Al2O3（二級(jí)）281.80.50.230.5前人的研究表明;具有過渡層涂層的熱震性明顯高于無(wú)過渡層的涂層，；無(wú)論有無(wú)過渡層純的αAl2O3涂層的熱震性均高于內(nèi)填有+ZrO2、TiO2和Cr的復(fù)合涂層。涂層的剝落與涂層對(duì)基底層氧化的保護(hù)作用有關(guān)。對(duì)αAl2O3+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(lái)源：閻殿然，Al2O3涂層陶瓷抗高溫沖擊性能研究，河北工學(xué)院學(xué)報(bào).1994第4期，：12~17試驗(yàn)方案一等離子噴涂（外涂層αAl2O3，以NiCrAlY復(fù)合粉末作為底層）+激光重熔試驗(yàn)用材HG4169、GH202、GH586熱沖擊試樣尺寸40×40×5mm，耐熱試樣尺寸Φ20×15；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αAl2O3噴涂粉末，以NiCrAlY復(fù)合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般控制在1%一下?；w溫度150~200℃底層涂層厚度控制在50~70μm面涂層控制在0.15~0.13mm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(jí)）281.80.50.230.5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10塊，在確定厚度優(yōu)化參數(shù)后進(jìn)行面層噴涂工藝參數(shù)，厚度控制在50~70μm主要以測(cè)試硬度為主，考察薄膜層的質(zhì)量。在優(yōu)化的底層試樣基體上進(jìn)行Al2O3涂層最佳厚度的試驗(yàn)，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20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。做20塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行激光微沖擊處理，主要目的是改變應(yīng)力和氣孔；熱沖擊試樣加熱至1100℃保溫10分鐘后迅速淬入20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。目標(biāo)100次做10塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行激光重熔處理，同樣是為了改變氣孔，但應(yīng)力無(wú)法釋放，但能夠經(jīng)過熱處理進(jìn)行應(yīng)力釋放。熱沖擊試樣加熱至1100℃保溫10分鐘后迅速淬入20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。目標(biāo)100次試驗(yàn)方案二等離子噴涂（外涂層ZrO2+8%Y2O3，以NiCrAlY復(fù)合粉末作為底層）+激光重熔試驗(yàn)用材GH586熱沖擊試樣尺寸40×40×5mm，耐熱試樣尺寸Φ20×15；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(fù)合粉末作為底層。ZrO2+8%Y2O3我們自己去買單純的（Y2O3）和穩(wěn)定的氧化鋯(ZrO2)自己回來(lái)配方。以NiCrAlY復(fù)合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般控制在1%一下。基體溫度150~200℃底層涂層厚度控制在50~70μm面涂層控制在0.15~0.13mm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(jí)）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(jìn)行面層噴涂工藝參數(shù)，厚度控制在50~70μm2、在優(yōu)化的底層試樣基體上進(jìn)行ZrO2+8%Y2O3涂層最佳厚度的試驗(yàn)，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20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。3、做5塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行激光微沖擊處理，主要目的是改變應(yīng)力和氣孔；熱沖擊試樣加熱至1100℃保溫10分鐘后迅速淬入20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。目標(biāo)100次4、做10塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行激光重熔處理，同樣是為了改變氣孔，但應(yīng)力無(wú)法釋放，但能夠經(jīng)過熱處理進(jìn)行應(yīng)力釋放。熱沖擊試樣加熱至1100℃保溫10分鐘后迅速淬入20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。目標(biāo)100次試驗(yàn)方案三等離子噴涂（外涂層ZrO2+7%Y2O3，以NiCrAlY復(fù)合粉末作為底層）+后激光沖擊試驗(yàn)用材GH586熱沖擊試樣尺寸40×40×5mm，耐熱試樣尺寸Φ20×15；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(fù)合粉末作為底層。75%Al2O3+20SiO2+7%Y2O3基體溫度150~200℃，以NiCrAlY復(fù)合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般控制在1%一下。底層涂層厚度控制在50~70μm面涂層控制在0.15~0.13mm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(jí)）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(jìn)行面層噴涂工藝參數(shù)，厚度控制在30μm？2、在優(yōu)化的底層試樣基體上進(jìn)行73%Al2O3+20SiO2+7%Y2O3涂層最佳厚度的試驗(yàn)，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20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。3、做20塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行激光微沖擊處理，主要目的是改變應(yīng)力和氣孔；熱沖擊試樣加熱至1100℃保溫10分鐘后迅速淬入20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。目標(biāo)100次4、做20塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行激光重熔處理，同樣是為了改變氣孔，但應(yīng)力無(wú)法釋放，但能夠經(jīng)過熱處理進(jìn)行應(yīng)力釋放。熱沖擊試樣加熱至1100℃保溫10分鐘后迅速淬入20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。目標(biāo)100次試驗(yàn)方案四等離子噴涂（外涂層5wt%La2O3+ZrO2-8wt%Y2O3，以NiCrAlY復(fù)合粉末作為底層）+后激光沖擊試驗(yàn)用材GH586熱沖擊試樣尺寸40×40×5mm，耐熱試樣尺寸Φ20×15；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(fù)合粉末作為底層。2.5wt%La2O3+ZrO2-8wt%Y2O3基體溫度150~200℃，以NiCrAlY復(fù)合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分?jǐn)?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50~70μm面涂層控制在0.15~0.13mm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(jí)）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(jìn)行面層噴涂工藝參數(shù)，厚度控制在50~70μm2、在優(yōu)化的底層試樣基體上進(jìn)行2.5wt%La2O3+ZrO2+8wt%Y2O3涂層最佳厚度的試驗(yàn)，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20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。4、做5塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行高溫回火處理，中速升溫，到900℃，保溫1小時(shí)，隨爐冷卻。3、做5塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行激光微沖擊處理，主要目的是改變應(yīng)力和氣孔；熱沖擊試樣加熱至1100℃保溫10分鐘后迅速淬入20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。目標(biāo)100次4、做10塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行激光重熔處理，同樣是為了改變氣孔，但應(yīng)力無(wú)法釋放，但能夠經(jīng)過熱處理進(jìn)行應(yīng)力釋放。熱沖擊試樣加熱至1100℃保溫10分鐘后迅速淬入20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。目標(biāo)100次試驗(yàn)方案五激光沖擊+等離子噴涂（外涂層5wt%La2O3+ZrO2-8wt%Y2O3，以NiCrAlY復(fù)合粉末作為底層）+后激光沖擊處理試驗(yàn)用材GH586熱沖擊試樣尺寸40×40×5mm，耐熱試樣尺寸Φ20×15；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(fù)合粉末作為底層。2.5wt%La2O3+ZrO2-8wt%Y2O3基體溫度150~200℃，以NiCrAlY復(fù)合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分?jǐn)?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50~70μm面涂層控制在0.15~0.13mm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(jí)）281.80.50.230.51、首先對(duì)基材進(jìn)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(jìn)行面層噴涂工藝參數(shù)，厚度控制在50~70μm3、在優(yōu)化的底層試樣基體上進(jìn)行2.5wt%La2O3+ZrO2+8wt%Y2O3涂層最佳厚度的試驗(yàn)，大約也需要20塊；4、熱沖擊測(cè)試熱沖擊試樣加熱至1100℃保溫10分鐘后迅速淬入20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。4、做5塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行高溫回火處理，中速升溫，到900℃，保溫1小時(shí)，隨爐冷卻。5、做5塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行激光微沖擊處理，主要目的是改變應(yīng)力和氣孔；熱沖擊試樣加熱至1100℃保溫10分鐘后迅速淬入20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。目標(biāo)100次試驗(yàn)方案六激光沖擊+埋覆滲試驗(yàn)用材GH586熱沖擊試樣尺寸40×40×5mm，耐熱試樣尺寸Φ20×15；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(fù)合粉末作為底層。2.5wt%La2O3+ZrO2-8wt%Y2O3基體溫度150~200℃，以NiCrAlY復(fù)合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分?jǐn)?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50~70μm面涂層控制在0.15~0.13mm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(jí)）281.80.50.230.51、首先對(duì)基材進(jìn)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(jìn)行面層埋覆滲過渡層工藝參數(shù)（NiCrAlY復(fù)合粉末），厚度控制在50~70μm3、在優(yōu)化的底層試樣基體上進(jìn)行埋覆滲2.5wt%La2O3+ZrO2+8wt%Y2O3外涂層最佳厚度的試驗(yàn)，大約也需要20塊；4、熱沖擊測(cè)試熱沖擊試樣加熱至1100℃保溫10分鐘后迅速淬入20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。4、做5塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行高溫回火處理，中速升溫，到900℃，保溫1小時(shí)，隨爐冷卻。試驗(yàn)方案七等離子噴涂+激光雙向重熔試驗(yàn)用材GH586熱沖擊試樣尺寸40×40×5mm，耐熱試樣尺寸Φ20×15；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(fù)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(lái)配方。主要解決薄壁件的變形問題。以NiCrAlY復(fù)合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般控制在1%一下?；w溫度150~200℃底層涂層厚度控制在50~70μm面涂層控制在0.15~0.13mm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(jí)）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(jìn)行面層噴涂工藝參數(shù)，厚度控制在50~70μm2、在優(yōu)化的底層試樣基體上進(jìn)行2.5wt%La2O3+ZrO2+8wt%Y2O3涂層最佳厚度的試驗(yàn)，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20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。3、做5塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行激光雙向重熔，主要目的是改變應(yīng)力和氣孔；熱沖擊試樣加熱至1100℃保溫10分鐘后迅速淬入20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。目標(biāo)100次4、做5塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行高溫回火處理，中速升溫，到900℃，保溫1小時(shí)，隨爐冷卻。消除激光重熔中存在的應(yīng)力問題。試驗(yàn)方案八激光表面造型+等離子噴涂試驗(yàn)用材GH586熱沖擊試樣尺寸40×40×5mm，耐熱試樣尺寸Φ20×15；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(fù)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(lái)配方。主要解決薄壁件的變形問題。以NiCrAlY復(fù)合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)一般控制在1%一下?；w溫度150~200℃底層涂層厚度控制在50~70μm面涂層控制在0.15~0.13mm2.5wt%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(jí)）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10~15μm。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(fù)合粉末作為底層。3、在優(yōu)化的底層試樣基體上進(jìn)行2.5wt%HfO2+ZrO2-8wt%Y2O3涂層最佳厚度的試驗(yàn)，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20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。試驗(yàn)方案九激光表面造型+埋覆處理試驗(yàn)用材GH586熱沖擊試樣尺寸40×40×5mm，耐熱試樣尺寸Φ20×15；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(fù)合粉末作為底層。2.5wt%La2O3+ZrO2-8wt%Y2O3基體溫度150~200℃，以NiCrAlY復(fù)合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分?jǐn)?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50~70μm面涂層控制在0.15~0.13mm2.5wt%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(jí)）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10~15μm。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(jìn)行面層埋覆滲過渡層工藝參數(shù)（NiCrAlY復(fù)合粉末），厚度控制在50~70μm3、在優(yōu)化的底層試樣基體上進(jìn)行埋覆滲2.5wt%HfO2+ZrO2-8wt%Y2O3外涂層最佳厚度的試驗(yàn)，大約也需要20塊；4、熱沖擊測(cè)試熱沖擊試樣加熱至1100℃保溫10分鐘后迅速淬入20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。4、做5塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行高溫回火處理，中速升溫，到900℃，保溫1小時(shí)，隨爐冷卻。試驗(yàn)方案十激光表面造型+磷化處理+等離子噴涂試驗(yàn)用材GH586熱沖擊試樣尺寸40×40×5mm，耐熱試樣尺寸Φ20×15；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(fù)合粉末作為底層。2.5wt%La2O3+ZrO2-8wt%Y2O3基體溫度150~200℃，以NiCrAlY復(fù)合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分?jǐn)?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50~70μm面涂層控制在0.15~0.13mm2.5wt%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(jí)）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10~15μm。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(jìn)行面層埋覆滲過渡層工藝參數(shù)（NiCrAlY復(fù)合粉末），厚度控制在50~70μm3、在優(yōu)化的底層試樣基體上進(jìn)行埋覆滲2.5wt%HfO2+ZrO2-8wt%Y2O3外涂層最佳厚度的試驗(yàn)，大約也需要20塊；4、熱沖擊測(cè)試熱沖擊試樣加熱至1100℃保溫10分鐘后迅速淬入20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。4、做5塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行高溫回火處理，中速升溫，到900℃，保溫1小時(shí)，隨爐冷卻。試驗(yàn)方案十一磷化處理+埋覆處理試驗(yàn)用材GH586熱沖擊試樣尺寸40×40×5mm，耐熱試樣尺寸Φ20×15；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(fù)合粉末作為底層。2.5wt%La2O3+ZrO2-8wt%Y2O3基體溫度150~200℃，以NiCrAlY復(fù)合粉末作為底層。Y在涂層中的質(zhì)量分?jǐn)?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50~70μm面涂層控制在0.15~0.13mm2.5wt%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(jí)）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10~15μm。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(jìn)行面層埋覆滲過渡層工藝參數(shù)（NiCrAlY復(fù)合粉末），厚度控制在50~70μm3、在優(yōu)化的底層試樣基體上進(jìn)行埋覆滲2.5wt%HfO2+ZrO2-8wt%Y2O3外涂層最佳厚度的試驗(yàn)，大約也需要20塊；4、熱沖擊測(cè)試熱沖擊試樣加熱至1100℃保溫10分鐘后迅速淬入20~25℃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(gè)數(shù)據(jù)取三個(gè)試樣的平均值。4、做5塊成熟工藝的試樣塊進(jìn)行高溫回火處理，中速升溫，到900℃，保溫1小時(shí)，隨爐冷卻。實(shí)驗(yàn)材料實(shí)驗(yàn)用基體材料為GH30高溫合金；金屬粘結(jié)層為NiCrAlY合金粉末，粒度45～75μm；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(wú)機(jī)材料服務(wù)中心提供的納米La2O3粉末。實(shí)驗(yàn)中噴涂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，經(jīng)過噴霧干燥工藝處理，將其團(tuán)聚造粒為平均直徑54μm的團(tuán)聚顆粒，并在1000℃×1h的條件下進(jìn)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(duì)GH30合金表面進(jìn)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(fēng)烘干。將基體固定后采用HKD型等離子噴涂系統(tǒng)按如表1所示的噴涂參數(shù)進(jìn)行噴涂。純凈的ZrO2具有3種晶型轉(zhuǎn)變：950～1220℃由單斜晶向四方晶轉(zhuǎn)變；由950～690℃由四方晶向單斜晶轉(zhuǎn)變；在2370oC由四方晶轉(zhuǎn)變立方晶轉(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(kuò)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(yīng)產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力而開裂或剝落,因此純凈的ZrO2不能用來(lái)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，能夠使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，則能夠得到部分穩(wěn)定和全穩(wěn)定ZrO2。當(dāng)前應(yīng)用最多的是6～8%Y2O3部分穩(wěn)定的ZrO2涂層,可在1100℃以下長(zhǎng)期工作，本試驗(yàn)選用7%Y2O3部分穩(wěn)定的ZrO2作為熱障涂層的陶瓷面層材料。采用不同比例的NiCoCrAlTaY與7%Y2O3·ZrO2(YSZ)的復(fù)合粉末作為試驗(yàn)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(jié)構(gòu)—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(yàn)2.1傳統(tǒng)的雙層結(jié)構(gòu)熱障涂層試樣基體材料為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(dòng)機(jī)熱端部件導(dǎo)向葉片的制造，成分如表2。熱障涂層粘結(jié)底層材料為NiCoCrAlTaY合金粉末，面層材料為7%Y2O3·ZrO2（YSZ）。試樣尺寸30mm×30mm×3mm。噴涂時(shí)以Ar為主氣，H2為次氣，底層厚度0.09～0.11mm。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(yīng)力累積，提高結(jié)合強(qiáng)度。YSZ熱障涂層處理的新方法天津大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院。葉福興，呂雁兵，郝利軍，孫策，郭磊等。在QT500基體上采用化學(xué)鍍方法制備Ni-P合金鍍層，并在有鍍層與無(wú)鍍層基體上依次采用超音速火焰噴涂（HVOF）制備NiCoCrAlY粘結(jié)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(píng)定不同結(jié)構(gòu)熱障涂層的抗熱震性能，并探討其熱震失效機(jī)理。結(jié)果表明：鎳磷鍍層可顯著提高高溫涂層的抗熱震性能；無(wú)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(jié)層之間元素的互擴(kuò)散行為。化學(xué)鍍層微觀形態(tài)呈胞狀結(jié)構(gòu),基體表面鍍層厚度約30μm。金屬粘結(jié)層噴涂粉末選用Sulzer-Metco公司生產(chǎn)的NiCoCrAlY(AMDRY9951)，粒度≤53μm，名義成分見表3。陶瓷層材料選用ZrO2-8%Y2O3粉末（粒度為-75~+45μm）。為了消除在熱震過程中鍍層晶化引起的生長(zhǎng)應(yīng)力對(duì)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[8~9]。之后采用天津大學(xué)開發(fā)的TJ-9000型超音速火焰噴涂（HVOF）系統(tǒng)制備粘結(jié)層，噴涂厚度約為130μm，以丙烷為燃?xì)?，氧氣為助燃?xì)?，氮?dú)鉃樗头蹥狻２捎肁PS-型等離子噴涂系統(tǒng)制備陶瓷層，厚度約為300μm。在本研究中設(shè)計(jì)了一套熱震實(shí)驗(yàn)裝置，對(duì)試樣進(jìn)行周期性火焰燒蝕和水淬冷卻循環(huán)處理，循環(huán)周期為4分鐘。設(shè)定試樣正面加熱最高溫度為950oC，利用紅外測(cè)溫儀測(cè)定基體背面溫度，測(cè)得試樣正面和背面的溫度循環(huán)曲線如圖1所示。在實(shí)驗(yàn)中，試樣表面出現(xiàn)明顯的裂紋或是涂層剝離面積達(dá)到15%以上，即認(rèn)定涂層失效。表4熱震實(shí)驗(yàn)結(jié)果樣品編號(hào)熱震次數(shù)11005296031354414411、2號(hào)試樣涂層結(jié)構(gòu)為合金粘結(jié)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(yīng)，基體與涂層均發(fā)生氧化。而且，在熱震過程中，溫度變化時(shí)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(yīng)力，導(dǎo)致涂層剝落失效。3、4號(hào)試樣涂層結(jié)構(gòu)為鎳磷化學(xué)鍍層+合金粘結(jié)層+8YSZ陶瓷層，涂層經(jīng)過1000次熱震實(shí)驗(yàn)仍未失效，說明化學(xué)鍍鎳磷層顯著提高了熱障涂層的抗熱震性能。涂層結(jié)構(gòu)中金屬粘結(jié)層與鎳磷鍍層化學(xué)成分均以Ni為主，金屬粘結(jié)層直接沉積在鍍層上，當(dāng)噴涂參數(shù)不變時(shí)，鎳磷鍍層的熱導(dǎo)率遠(yuǎn)小于鐵基體，此時(shí)金屬粒子在鎳磷鍍層的接觸溫度較高，與其發(fā)生化學(xué)冶金結(jié)合的幾率將大于鐵基體，粒子和鍍層之間的結(jié)合力增大。而且鎳磷鍍層表面清潔，更有利于粒子和鍍層的結(jié)合。因此，無(wú)論是鍍層與基體，還是金屬粘結(jié)層與鍍層，其結(jié)合力都大于粘結(jié)層與基體的直接結(jié)合。圖4所示為試樣經(jīng)熱震實(shí)驗(yàn)