热障涂层孔隙率的控制研究.pdf

合な合
试验研究
热障涂层孔隙率的控俐研究
王倩,徐建明
(上海宝钢工业技术服务有限公司,上海201900)
摘要:以Ni基合金涂层打底、7O2-Y2O涂层作工作层,米用等离子喷涂技术在1Cr18Ni9T不锈钢板上制
备了热障涂层。研究了喷涂用粉末的制作方法及其粒度分布和喷涂工艺参数对涂层孔隙率的影
响。研究表明,只要将涂层的孔隙率控制在一合适的范围内,热障涂层将具有良好的综合性能,如
隔热性能、硬度、粘附强度、抗冲击性能和抗热震性能等。
关键词:热障涂层;孔隙率;等离子喷涂
中图分类号:TG174.442
文献标识码:A
文章编号:1008-1690(2016)04-0031-05
Research on Controlling Porosity of Thermal Barrier Coatings
WANG Qian, XU Jamming
(Shanghai Baosteel Industry Technological Service Co., Itd., Shanghai 201900, China)
Abstract Using nickel-base alloy as undercoating and using ZR0-YO, layer as working coating, a thermal barrier
coalings were prepared on I Crl 8 Niti slainless steel plate by a plasma spraying technology. The effect of producing
methods and grain size distribution of spraying powder, and spraying process parameters on porosity of the thermal
barrier coatings was investigated. From this investigation it was found that provided the porosity of the coating is
controlled within an appropriate range, the thermal barrier coatings will possess good combination of properties
such as heat insulating ability, hardness, adhesion, impact resistance, and thermal shock resistance
Key words: thermal barrier coating; porosity; plasma spraying
热障涂层系统( Thermal Barrier Coating-TBC)
般山热绝缘的陶瓷层及抗氧化的金属黏结层构成,
1试样制备及试验方法
由于氧化钇、部分稳定的氧化锆其有较低的热导率1.1试验材料及涂层制备
和较高的热膨胀系数,而被广泛用作热障涂层表面
本文试验试样基体材料为不銹钢板(1Crl8Ni9Ti
层陶瓷材料。热障涂层具有良好的抗高温氧化性、钢),打底层材料为Ni基合金粉末,工.作层材料选用
抗热震性、隔热性等优点,泛地应用于航空航天、团聚烧结后等离子球化的两种不同粒度分布的
石油、化工等工业设备上的高温部件。由于等702-7%Y24の3粉末。采用 Sulzer Metco等离子喷涂
离子喷涂工艺的特殊性,涂层中不可避免地存在着设备 Unicoattv-F4喷涂Ni基粉末进行打底,釆用
孔隙。涂层中孔隙的存在一方面可提高涂层的隔热不同工艺参数喷涂ZnO2-Y2O)、粉末工作层制备热障
性能,另一方面又会使涂层的综合力学性能下降。涂层。等离子喷凃工艺参数如表1所示。
孔隙问题一直是等离子喷涂涂层研究中的关键问1.2试验方法
题。根据实际使用工况,控制孔隙率的大小至关
采用打描电镜(SEM)及粒度分析仪对hO2
重要,将涂层孔隙控制在一定范围内,在保证涂层7%Y2O)、粉末进行微观形貌、粒径分布观察分析。
综合力学性能的基础上,来提高涂层的隔热性采用扫描电镜(SEM)、金相显骰镜对热障涂层进
能“1。本文从粉末制粉方法、粒度分布、工艺参数显微观察,用定量金相分析技术对涂层的孔隙率
等几个方面,研究TBC热障涂层孔隙率的控制。
进行测试。涂层硬度用显微维氏度计(载荷
收稿日期:2016-04-21
作者简介:王倩(1980-),女,河北石家庄人,工程师,从事热喷涂涂层开发。联系电话:021-56197343,
E-mail:wangqian170500@baosteel.com
《热处理》2016年第31卷第4期