等离子喷涂纳米结构与传统结构热障涂层的残余应力对比研究

被引：11

作者：

王亮

王铀

田伟

杨勇

周红霞

机构：

[1] 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院

来源：

材料保护 | 2009年 / 42卷 / 03期

关键词：

等离子喷涂; 热障涂层; 残余应力; 纳米结构;

D O I：

10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2009.03.016

中图分类号：

TG174.442 [喷镀法];

学科分类号：

摘要：

热障涂层的残余应力是影响其服役寿命的关键因素,过去,对纳米结构热障涂层的残余应力研究不多。在45钢基体上,用超音速火焰喷涂NiCoCrAlY打底层,再用大气等离子喷涂ZrO2-8%(质量分数)Y2O3(8YSZ)工作层,制备了纳米结构与传统结构2种类型的热障涂层(TBC)。采用SEM、XRD对这2种涂层的粉末及涂层进行了组织结构分析,用纳米压痕仪测得了2种涂层的弹性模量。用X射线衍射应力测试仪测得了2种涂层的表层残余应力。结果表明:喷涂工艺参数相同条件下,对于打底层及工作层的厚度均相同的2种涂层,纳米结构热障涂层的表层残余应力比传统结构热障涂层约低24.7%;相同打底层的纳米结构热障涂层表层残余应力随着陶瓷层厚度增加而增加,陶瓷层厚度在240μm以下时,表层为残余压应力;厚度超过300μm时,表层为残余拉应力。最后提出了相应的物理力学模型。

引用

页码：58 / 62+94 +94

页数：6

共 9 条

[1] 等离子体喷涂纳米结构热障涂层微观组织及性能 [J].

林锋 ;

于月光 ;

蒋显亮 ;

曾克里 ;

任先京 ;

李振铎 .

中国有色金属学报, 2006, (03) :482-487

[2] Thermal shock behavior of nanostructured and conventional Al2O3/13 wt% TiO2 coatings fabricated by plasma spraying [J].

Wang, Y. ;

Tian, W. ;

Yang, Y. .

SURFACE & COATINGS TECHNOLOGY, 2007, 201 (18) :7746-7754

[3]

Stress and cracking behavior of plasma sprayed thermal barrier coatings using an advanced constitutive model[J] . Wangang Xie,Eric Jordan,Maurice Gell.Materials Science & Engineering A . 2006 (1)

[4] Modeling of residual stresses variation with thermal cycling in thermal barrier coatings [J].

Mao, W. G. ;

Zhou, Y. C. ;

Yang, L. ;

Yu, X. H. .

MECHANICS OF MATERIALS, 2006, 38 (12) :1118-1127

[5]

Plasma spraying of nanostructured partially yttria stabilized zirconia powders[J] . J.F Li,H Liao,X.Y Wang,C Coddet,H Chen,C.X Ding.Thin Solid Films . 2004 (1)

[6]

Modeling of residual stresses in a plasma-sprayed zirconia/alumina functionally graded-thermal barrier coating[J] . Sujanto Widjaja,Andi M. Limarga,Tick Hon Yip.Thin Solid Films . 2003 (1)

[7]

Evaluation of hot-fatigue behaviors of EB-PVD gradient thermal barrier coatings[J] . Hongbo Guo,Shengkai Gong,Huibin Xu.Materials Science & Engineering A . 2002 (1-2)

[8]

Analysis of residual stresses in thermal barrier coatings[J] . Journal of Materials Processing Tech. . 1999

[9]

Effects of deposition temperature and thermal cycling on residual stress state in zirconia-based thermal barrier coatings[J] . Surface & Coatings Technology . 1999

← 1 →