MCrAlX包覆型高温防护涂层

新型ＭＣｒＡｌＸ包覆型涂层是国外７０年代发展的第三代高温防护涂层。以ＧＨ２２０合金为基材，采用磁控溅射沉积ＭＣｒＡｌＸ涂层，并通过对涂层的成分及其复合结构、梯度系统优选试验，获得了Ｎｉ－２０Ｃｏ－１８Ｃｒ－１２．５－０．６Ｙ－Ｓｉ－Ｈｆ／Ａｌ梯度涂层，该涂层的抗氧化性，抗腐蚀性、塑性与脆性得到合理统一，表现出优异的高温防护性能。     

MCrAIX包覆型高温防护涂层

新型ＭＣｒＡＩＸ包覆型涂层是国外７０年代发展的第三代高温防护涂层。以ＧＨ２２０合金为基材，采用磁控溅射沉积ＭＣｒＡＩＸ涂层，并通过对涂层的成分及其复合结构、梯度系统优选试验，获得了Ｎｉ２０Ｃｏ－１８Ｃｒ－１２．ＳＡＩ－０．６Ｙ－Ｓｉ－Ｈｆ／Ａｌ梯度涂层，该涂层的抗氧化性、抗腐蚀性、塑性与脆性得到合理统一，表现出优异的高温防护性能。     

等离子喷涂压电陶瓷涂层的基础研究

介绍了用等离子喷涂技术制备压电陶瓷涂层的工艺过程;用扫描电镜和Ｘ射线衍射仪分析了涂层的显微结构和相结构,测试了该涂层的压电应变常数;探讨了电弧电流对涂层成分、结构和电性能的影响。     

超音速火焰喷涂——宇航材料研究的重要工艺

叙述了用超音速火焰喷涂系统制备的硬质合金涂层的性能。喷涂设备为ＭＥＴＣＯ公司的Ｄ．Ｊ超音速火焰喷涂系统，材料为国产ＹＧ１２烧结粉末。作者利用Ｘ衍射、扫描电镜、金相分分析、力学性能检测等手段，对涂层的相结构、微观组织、力学性能进行了测试和研究。结果表明，硬质合金涂层结合强度大于７０ＭＰａ，孔隙率小于１％，涂层无脱Ｃ现象，涂层极限厚度可达１ｍｍ，抗摩擦磨损，颗粒主员性能非常好。     

航空发动机热障涂层材料体系的研究

介绍了热障涂层的结构、陶瓷表层材料和中间粘结层的材料发展趋势。热障涂层的结构已由经典的双层结构向成分、结构连续变化的梯度结构发展,涂层的寿命有明显的提高。制备方法中电子束物理气相沉积技术具有明显优势。热障涂层表层材料的最佳成分是(质量百分数6%～8%)Y2O3部分稳定的ZrO2陶瓷材料。粘结层体系发展的一个重要趋势是能同时保证力学性能和抗氧化性能的低Al含量NiCoCrAlY。     

Fe-Al／Al2O3梯度涂层制备过程中的热机械行为

在分析涂层中热应力产生机理的基础上,根据等离子喷涂制备过程中的实际受热条件和力学原理,建立了估算制备引起的涂层热应力的计算模型,并依此估算了Fe3Al-Al2O3涂层中的制备应力.通过对涂层微观结构的SEM观察,研究了Fe3Al-Al2O3涂层制备过程中的热机械行为特征及其对涂层性能的影响.结果表明,在梯度涂层中,随着组成成分的变化,热机械性能参量与制备应力均相应变化.最大热应力产生于梯度涂层的底层,从基体到表面沿厚度方向热应力逐渐减小.梯度涂层中的最大应力与平均应力值都小于单一Al2O3涂层中的热应力值.涂层与基体的热失配是涂层中热应力产生的根本原因.涂层成分的梯度化,可有效地缓和制备过程中的热应力.     

C－103铌合金上Si－Cr－Ti料浆熔烧涂层的改性研究

 进行了Ｃ－１０３铌合金上的Ｓｉ－Ｃｒ－Ｔｉ料浆熔烧涂层改性研究,在涂层料浆中添加活性元素锆（Ｚｒ）和惰性氧化物（Ｙ＿２Ｏ＿３）。通过实验,确定了改性方法的工艺参数。改性后的涂层其抗氧化性能有明显提高。利用现代测试技分析了涂层的结构、元素分布、相分布。初步讨论了该涂层的抗氧化机理。     

等离子喷涂碳化钨涂层

阐述了等离子喷涂Ｄ９（包覆型）、Ｓ７（烧结型）以及Ｓｔｅｌｌｕｎｄｕｎ５２Ｆ三种ＷＣ－Ｃｏ粉末的涂层组织结构／性能与喷涂工艺参数的关系。采用金相检验和Ｘ射线衍射分析等方法评定涂层的组织结构，同时测定了涂层的显微硬度和结合强度等性能。文章还讨论了喷涂时ＷＣ－Ｃｏ粉末脱碳的变化规律，以及提高等离子喷涂ＷＣ－Ｃｏ涂层质量的途径。     

真空等离子喷涂MCrAlY涂层耐高温腐蚀性能研究

研究了几种真空等离子喷涂（ＶＰｓ）的ＭＣｒＡｌＹ涂层的耐高温腐蚀性能。用光学金相显微镜、扫描电子显微镜和Ｘ射线衍射仪等仪器对涂层的剖面组织结构进行了观察、分析。结果表明，ＶＰＳ的ＭＣｒＡｌＹ涂层具有优异的耐高温腐蚀性能。     

交流阻抗谱法在热障涂层失效研究中的应用

介绍了交流阻抗谱法作为无损检测方法在热障涂层失效分析中的应用。通过对热循环、静态氧化过程中热障涂层体系的阻抗谱分析,利用交流阻抗谱对热障涂层进行拟合,得到了服役过程中D_M以及TGO电阻R拟合的结果与氧化时间呈抛物线关系;并根据阻抗的变化确定了粘结层的氧化过程中氧化物成分从Al₂O₃变化到混合氧化物的过程;对陶瓷层电阻的拟合结果表明,陶瓷层在热循环250~350次之间的电阻变化与陶瓷层内微观结构以及应力的变化有关。     

NiCrAlY涂层的铬含量及结构对热腐蚀寿命的影响

研究了三种铬含量不同、结构不同的ＮｉＣｒＡｌＹ涂层的抗腐蚀寿命。结果表明,在研究的条件下,Ｃｒ提高２％,涂层平均抗腐蚀寿命提高４０％。而成分相同,合理选择涂层结构－元素浓度分布,涂层平均抗热腐蚀寿命提高２～３倍。     

几种新型航空喷涂粉末与涂层分析

对几种应用于航空发动机的等离子喷涂粉末进行了成分、形貌和结构分析。对比国内研制的与国外生产的同类型粉末，结果表明，国产试制粉末虽然在粉末成分、形貌、粒度及其分布等方面已达到或接近国外水平，但喷涂后涂层组织结构、密度及组成相分布等与国外同类涂层相比差距较大，因此，结合喷涂工艺对粉末和涂层性能进行综合评价是航空涂层国产化工作的一项重要内容。     

洛克希德·马丁何以赢得JSF合同

洛克希德·马丁公司 ＪＳＦＸ－３５Ａ与波音公司ＪＳＦＸ－３２Ａ的竞争，与十年前 ＹＦ－２２与 ＹＦ－２３竞争一样都可以说是“传统与创新”的较量，当年ＹＦ－２３落选的主要原因是它的过于新颖和先进，这次 Ｘ－３２Ａ的落选也正是它过于先进和新颖。时隔十年，两场竞争的结局竟然是如此相似     

两种新型含铜催化剂对RDX／AP催化热分解的研究

通过热分解试验，系统地研究了两种新型含铜催化剂对ＲＤＸ，ＡＰ，ＲＤＸ／ＡＰ的催化作用，由热分析图谱及动力学计算结果可以看出：ＹＢ对ＡＰ，ＱＣ对ＲＤＸ及ＹＢ＋ＱＣ对ＲＤＸ／ＡＰ的热分解有明显的催化作用，其推进剂的燃速测定结果也进一步证明其催化效果。     

锆酸镧涂层高温结构演变及热导性能

采用固相反应法制备 La2Zr2O7原料粉体,经喷雾造粒后,采用大气等离子喷涂工艺(air plasma spray,APS)制备 La2Zr2O7涂层。重点研究 La2Zr2O7 涂层在高温长时间条件下的物相组成、微观结构以及导热性能。结果表明:La2Zr2O7涂层具有烧绿石单相结构,密度平均值为 5.24 g cm^3,相成分及密度均不随热处理时间的延长而发生明显变化;初始态涂层内部存在大量非晶态结构,能够有效阻碍声子的传递,涂层热导率可低至 0.392 W·m^-1· K^-1;经高温热处理后,非晶态结构逐渐转变为晶态结构,声子传递效率明显提高,导致涂层热导率显著上升;同时,热处理后的涂层高温热导率的回升现象明显减弱。     

溅射沉积高温合金涂层的抗高温氧化行为

本文介绍了在一种高温合金上以磁控溅射方法沉积制备与基体高温合金成分相同的涂层，并对其抗高温氧化行为进行了研究。研究结果表明，涂层的结构为微晶柱状晶，具有这种结构的高温合金涂层能大幅度提高基体合金的抗高温氧化性能，而且在涂层表面形成的氧化物防护膜具有良好的粘附性。     

双陶瓷层热障涂层3.5％Y2O3-La2(Zr0.7Ce0.3)2O7/YSZ研究

采用EB-PVD沉积了3.5％Y2O3-La2(Zr0.7Ce0.3)2O7(3.5Y-LZ7C3)/YSZ双陶瓷热障涂层,分析了涂层的成分、相结构、组织形貌和热循环氧化性能.研究表明:La2(Zr0.7Ce0.3)2O7(LZ7C3)材料中掺杂Y2O3能有效地降低涂层中La2O3/ZrO2/CeO2的成分偏差;双陶瓷涂层在1050℃下氧化增重动力学为M=0.1219t1/3,相比抛物线型YSZ涂层的氧化增重曲线,较大减缓了氧化速度;沉积态双陶瓷涂层表面结构(即3.5Y-LZ7C3涂层结构)为烧绿石结构,经过热循环后逐渐分解,出现了萤石结构以及La2O3的衍射峰;在1050℃双陶瓷层热循环氧化寿命达768h.     

静态氧化过程中热障涂层的剥落机理

采用静态氧化试验方法,评定了采用阴极电弧镀方法制备ＮｉＣｒＡｌＹ粘结层、电子束物理气相沉积方法制备Ｙ－ＰＳＺ陶瓷层的热障涂层在１１００℃的抗氧化性能。重点研究了粘结层表面预处理方法对陶瓷面层剥落模式及失效界面特征的影响,考察了１１００℃静态氧化过程中涂层的氧化动力学和相结构的变化,讨论了引起陶瓷面层剥落失效的机理。试验结果显示,在本试验条件下,粘结层氧化是陶瓷面层剥落失效的主要原因,这与表面预处理不当导致的粘结层抗氧化性能下降有关。     

工艺动态

ＣＭ2 47ＬＣ超合金的耐高温腐蚀热障涂层　　德国的Ｉ .Ｇｕｒｒａｐｐａ对燃气涡轮发动机高温零件先喷涂耐腐蚀涂层 ,再喷涂氧化锆基热障涂层 ,以改善其抗氧化性和耐腐蚀性 ,延长零件寿命。在机械加工的直径 10ｍｍ、高 10ｍｍ的ＣＭ 2 4 7ＬＣ超合金试片上 ,用大气等离子喷涂制备各种成分的ＭＣｒＡｌＹ耐腐蚀涂层 ,再在该涂层上喷涂不同厚度的热障陶瓷涂层(8%Ｙ2 Ｏ3稳定的ＺｒＯ2 )。高温腐蚀试验在 90 0℃ ,90 %Ｎａ2 ＳＯ4 + 5%ＮａＣｌ+ 5%Ｖ2 Ｏ5的环境中进行 ,以得出涂层直至破坏的寿命。结果证明 ,热障涂层恶化是由于环境中的钒…     

NiCoCrAlY/YSZ梯度涂层热力学性能的有限元模拟

采用代表体积单元法建立NiCoCrAlY/YSZ梯度热障涂层的有限元二维微观模型，计算不同相成分配比下梯度层的热物理性能参数，将参数结果推广到三维多层涂层实体模型，研究热循环过程中双层结构涂层和梯度结构涂层的热力学性能。结果表明：梯度层的弹性模量、泊松比、热膨胀系数、导热系数与各相成分比例近似呈线性关系，导热系数受各相分布形态的影响；当梯度层中NiCoCrAlY相成分比例在0.7以下时，导热系数较低，常温状态最高为2.91 W·m^-1·K^-1。相比于双层结构涂层，梯度结构涂层的YSZ成分比例降低20%，隔热温度降低14%，陶瓷面层在高温时产生的热失配径向拉应力降低47%，轴向拉应力降低32%，切应力降低37%，冷却后的残余应力降低50%，这归因于涂层结构的梯度化有效降低涂层与基体热膨胀系数不同而产生的热失配应力。根据涂层应力分布结果，涂层易在TC/BC界面的中心区域形成垂直裂纹，靠近外侧边缘区形成水平裂纹。