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金相制备工艺对纳米氧化锆涂层显微组织评定的影响
1
作者 李双月 常辉 +7 位作者 王俊哲 崔凤静 贾博文 栾胜家 张甲 徐娜 高明浩 常新春 《材料保护》 CAS CSCD 2024年第6期139-146,共8页
为制备出能够表征所分析样品真实状态的金相试样,从而对涂层的显微组织作出准确评价,以纳米氧化锆涂层为研究对象,采用不同镶嵌方式制备金相样品,基于正交试验研究不同磨抛工艺参数对涂层显微组织评定的影响,并通过纳米CT法测量涂层的... 为制备出能够表征所分析样品真实状态的金相试样,从而对涂层的显微组织作出准确评价,以纳米氧化锆涂层为研究对象,采用不同镶嵌方式制备金相样品,基于正交试验研究不同磨抛工艺参数对涂层显微组织评定的影响,并通过纳米CT法测量涂层的孔隙率,对其结果进行验证。结果表明:采用真空冷镶嵌方式可显著减少涂层颗粒的脱落,影响涂层孔隙率的因素从大到小排序依次为粗磨时研磨盘转数、粗磨时夹具转数、粗抛时间、研磨及粗抛时压力。优化后最佳磨抛工艺参数如下:研磨及粗抛时压力为15 N,粗磨时研磨盘转数为200 r/min,粗磨时夹具转数为50 r/min,粗抛时间为9 min。此工艺下涂层孔隙率为4.26%,显著减少了涂层颗粒的脱落,能够制备出反映涂层真实显微组织结构的金相样品,达到了准确评价涂层性能的目的。纳米CT法检测结果与本方法相符。 展开更多
关键词 纳米氧化锆涂层 金相制备 显微组织 孔隙率 纳米CT法
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喷涂粉末对CoNiCrAlY涂层组织和性能的影响
2
作者 张甲 高明浩 +5 位作者 栾胜家 徐娜 常辉 邓予婷 侯万良 常新春 《材料研究学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期347-355,共9页
用气雾化(GA)和水雾化(WA)工艺制备CoNiCrAlY粉末并测定其流动性和松装密度,将其作为初始粉末用超音速火焰喷涂工艺制备CoNiCrAlY涂层并进行真空热处理,采用XRD分析物相、用金相显微镜和扫描电镜分析显微结构和用万能试验机测试涂层的... 用气雾化(GA)和水雾化(WA)工艺制备CoNiCrAlY粉末并测定其流动性和松装密度,将其作为初始粉末用超音速火焰喷涂工艺制备CoNiCrAlY涂层并进行真空热处理,采用XRD分析物相、用金相显微镜和扫描电镜分析显微结构和用万能试验机测试涂层的结合强度。结果表明,与WA相比,用GA制备的CoNiCrAlY粉末为球形或近球形,流动性好、松装密度大,制备的涂层结构致密均匀,β相含量高,孔隙率低,结合强度和硬度高。真空热处理后的两种涂层中粒子明显融合,β相的含量提高且分布更为均匀,孔隙率降低,硬度降低。真空热处理使WA涂层的结合强度提高,但是涂层内仍有较大的孔隙。真空热处理态的GA涂层,其抗氧化性能优异。 展开更多
关键词 材料表面与界面 GA WA CoNiCrAlY粉末 HVOF涂层 真空热处理 组织结构 性能
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CoNiCrAlY黏结层结构设计及其对热障涂层结合强度和抗热震性能的影响 被引量：2
3
作者 王博 刘洋 +2 位作者 栾胜家 彭新 程玉贤 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期263-271,共9页
目的设计热障涂层黏结层结构,改善涂层结合强度和抗热震性能。方法制备了5种结构的CoNiCrAlY黏结层,即超音速火焰喷涂(HVOF)底层+等离子喷涂(APS)上层的双层结构黏结层试样,对其进行1050℃真空热处理3 h后的试样,APS黏结层试样,HVOF黏... 目的设计热障涂层黏结层结构,改善涂层结合强度和抗热震性能。方法制备了5种结构的CoNiCrAlY黏结层,即超音速火焰喷涂(HVOF)底层+等离子喷涂(APS)上层的双层结构黏结层试样,对其进行1050℃真空热处理3 h后的试样,APS黏结层试样,HVOF黏结层试样及其真空热处理试样。再在以上5种试样表面制备Y2O3部分稳定ZrO2(YSZ)陶瓷层,研究黏结层的表面粗糙度、相组成、微观组织结构及其对涂层试样结合强度、热震性能的影响。结果制备态的黏结层由γ/γ’和β-NiAl两相组成,真空热处理后β相含量增多,表面粗糙度下降。在所有涂层试样中,双黏结层的涂层试样的结合强度最低,为28.43 MPa;对其真空热处理后得到的涂层试样的结合强度最高,达到39.42 MPa,主要原因在于热处理促进了两黏结层之间的扩散,提高了界面强度。双黏结层的涂层试样的抗热震性能最好,200次热震后涂层无明显剥落,而APS黏结层的涂层试样的抗热震性能最差,涂层抗热震性能的差异在于黏结层微观结构的不同。结论双黏结层的结构设计综合了APS、HVOF两种黏结层制备方法的优点,能显著提高热障涂层的抗热震寿命。 展开更多
关键词 热障涂层 金属黏结层 微观结构 结合强度 热震性能
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DD90单晶高温合金热障涂层抗氧化及热循环性能
4
作者 王俊哲 高明浩 +6 位作者 徐娜 常辉 崔凤静 栾胜家 贾博文 张甲 常新春 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期4355-4360,共6页
在第3代单晶高温合金DD90上制备热障涂层,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备NiCrAlY+NiCoCrAlTaY双层结构的粘结层,大气等离子喷涂(APS)制备YSZ和MSZ/YSZ结构的陶瓷层。在1150℃抗氧化试验中,YSZ涂层增重量明显高于MSZ涂层。在1200℃热循环... 在第3代单晶高温合金DD90上制备热障涂层,采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备NiCrAlY+NiCoCrAlTaY双层结构的粘结层,大气等离子喷涂(APS)制备YSZ和MSZ/YSZ结构的陶瓷层。在1150℃抗氧化试验中,YSZ涂层增重量明显高于MSZ涂层。在1200℃热循环250次后,2种涂层没有发生明显相变,MSZ涂层抗烧结性更优异。2种涂层TGO主要由Al_(2)O_(3)及少量尖晶石结构的混合氧化物组成。双层粘结层减少了Al元素向基材的扩散,而Cr元素由于浓度梯度扩散导致拓扑密堆(tcp)相的析出及二次反应区(SRZ)深度的增加。 展开更多
关键词 单晶合金 热障涂层 抗氧化 热循环 超音速火焰喷涂 大气等离子喷涂
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真空热处理双粘结层热障涂层抗氧化性能 被引量：3
5
作者 高明浩 栾胜家 +6 位作者 徐娜 周恬伊 常辉 朱宏博 张甲 侯万良 常新春 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第2期719-726,共8页
传统单层结构粘结层热障涂层抗氧化性能不足寿命短,采用超音速火焰喷涂(high velocity oxy-fuel,HVOF)和大气等离子喷涂(atmosphere plasma spray,APS)制备双层结构粘结层,对粘结层进行真空热处理,研究热障涂层的抗氧化性能。结果显示,... 传统单层结构粘结层热障涂层抗氧化性能不足寿命短,采用超音速火焰喷涂(high velocity oxy-fuel,HVOF)和大气等离子喷涂(atmosphere plasma spray,APS)制备双层结构粘结层,对粘结层进行真空热处理,研究热障涂层的抗氧化性能。结果显示,经过1050℃×3 h真空热处理,粘结层组织中β-(Co,Ni)Al相含量从13.91%升高至27.78%,分布更加均匀;HVOF粘结层真空热处理后粗糙度降低,等离子层的引入,使真空热处理态粘结层粗糙度R_(a)由7.2μm提升至10.4μm,热障涂层结合强度达到39.4 MPa;热障涂层1050℃×200 h氧化速率低至0.1719 g/m^(2)·h,达到了航空工业标准的"抗氧化级";等离子粘结层优先发生氧化反应,起到牺牲作用,并提高了粘结层/面层界面的应力容忍度,延长了涂层的使用寿命。 展开更多
关键词 热障涂层 真空热处理 抗氧化 等离子喷涂 超音速火焰喷涂
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NiCrFeAl/h-BN·SiO_(2)可磨耗封严涂层抗冲刷性能研究 被引量：3
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作者 栾胜家 高明浩 +6 位作者 徐娜 常辉 王远鸿 周恬伊 张甲 侯万良 常新春 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期2115-2121,共7页
利用METCO 6P-Ⅱ火焰喷涂制备NiCrFeAl/h-BN·SiO_(2)可磨耗封严涂层,采用SiO_(2)对NiCrFeAl/h-BN进行改性,改善涂层的可磨耗性。采用不同氧气/乙炔流量比(氧燃比)制备可磨耗封严涂层,并对涂层抗冲刷性能进行评价。结果显示:NiCrFeA... 利用METCO 6P-Ⅱ火焰喷涂制备NiCrFeAl/h-BN·SiO_(2)可磨耗封严涂层,采用SiO_(2)对NiCrFeAl/h-BN进行改性,改善涂层的可磨耗性。采用不同氧气/乙炔流量比(氧燃比)制备可磨耗封严涂层,并对涂层抗冲刷性能进行评价。结果显示:NiCrFeAl在喷涂过程中熔化并包覆h-BN和SiO_(2)粒子;随氧燃比的升高,金属相熔化更加充分,h-BN和SiO_(2)粒子在涂层中分布的均匀性提高,涂层表面洛氏硬度(HR15Y)由50.8提高到70.3,结合强度升高;涂层冲刷后形貌表现出粘着磨损和磨粒磨损特征,冲刷表面粗糙度随氧燃比升高而降低,金属相对非金属相的充分包裹提高了涂层的内聚力,涂层质量损失降低,抗冲刷性能提高。 展开更多
关键词 NiCrFeAl/h-BN·SiO_(2) 封严涂层 抗冲刷 火焰喷涂
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真空热处理对热障涂层组织形貌及元素扩散的影响 被引量：1
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作者 李晨希 谢志敏 +1 位作者 张甲 栾胜家 《沈阳工业大学学报》 EI CAS 北大核心 2015年第4期382-386,共5页
为了研究真空热处理对CoNiCrAlY涂层组织形貌及元素扩散的影响,采用超音速火焰喷涂(HVOF)设备在镍基高温合金基体上制备了CoNiCrAlY涂层.对部分样品进行真空热处理,利用大气等离子喷涂8YSZ陶瓷层.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(... 为了研究真空热处理对CoNiCrAlY涂层组织形貌及元素扩散的影响,采用超音速火焰喷涂(HVOF)设备在镍基高温合金基体上制备了CoNiCrAlY涂层.对部分样品进行真空热处理,利用大气等离子喷涂8YSZ陶瓷层.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱分散谱仪(EDS)等分析了热障涂层的相组成、微观组织、元素扩散与热震性能,研究了真空热处理对热障涂层的影响.结果表明,真空热处理后,CoNiCrAlY涂层颗粒间界面消失且涂层发生均质化;涂层与基体界面处元素发生扩散;热障涂层的抗热震性能提高. 展开更多
关键词 涂层 X射线衍射仪 扫描电子显微镜 能谱分散谱仪 真空热处理 微观组织 元素扩散 抗热震性能
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