穩(wěn)定氧化鋯粉的熔點(diǎn)高達(dá)2450攝氏度,這也決定了粉末對等離子體噴涂系統(tǒng)不友好,需要下游涂層企業(yè)優(yōu)化參數(shù),使粉末正常發(fā)揮,形成理想的熱障涂層。
通過研發(fā),我們制備了一種空心結(jié)構(gòu)的粉末。與實(shí)心粉相比,空心氧化硅穩(wěn)定氧化鋯對熱噴涂系統(tǒng)更友好:在等離子體噴涂過程中更容易熔化,熔化后形成空心液滴,平顆粒直徑小,涂層厚度均勻,缺陷少。
一般來說,我們使用8YSZ制備熱障涂層,以保護(hù)熔點(diǎn)為1350攝氏度的高溫合金基體在1600攝氏度的工作環(huán)境中。該涂層的柱狀微裂紋結(jié)構(gòu)是其導(dǎo)熱率低、抗熱震性能高的關(guān)鍵,而空心粉末制備涂層的柱狀微裂紋均勻、適中,空心粉末涂層既不會出現(xiàn)較高的孔隙率,也不會降低梯度涂層之間的結(jié)合強(qiáng)度。它是高性能熱障涂層的優(yōu)選材料。
另一方面,我們經(jīng)常使用20YSZ來制備石墨坩堝,以抵抗熔化高溫合金時產(chǎn)生的熔化腐蝕和熱沖擊。與實(shí)心粉相比,空心20YSZ粉在等離子體煙霧中更好地熔化,在基底沉積時形成飛濺平液滴,可降低涂層孔隙率,減少金屬熔體與石墨基體的接觸,避免熱蒸汽和碳化物污染金屬熔體本身。
需要注意的是,石墨坩堝的熱膨脹系數(shù)與YSZ不是數(shù)量級的,因此需要使用金屬鉬涂層進(jìn)行基礎(chǔ),使三者之間的熱膨脹系數(shù)趨同;此外,在熱噴涂之前,石墨坩堝需要預(yù)熱,溫度一般在450攝氏度左右。
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