等离子喷涂热障涂层的隔热性分析

采用大气等离子喷涂方法制备不同类型的氧化钇部分稳定氧化锆热障涂层:传统涂层、纳米团聚粉末制备的纳米涂层和空心球粉末制备的空心球涂层。通过扫描电镜、透射电镜、压汞仪和激光脉冲法观察和测试各种涂层的组织形貌、空隙分布和导热系数,并在相同条件下测试各种涂层的隔热性能。结果表明:纳米涂层空隙率最低,内部孔洞细小。空心球涂层组织相对疏松,内部层片更薄,有最高的空隙率和最大的平均空隙大小。传统涂层介于二者之间。纳米涂层和传统涂层均表现出双态空隙大小分布。涂层的导热系数均随着温度的上升而升高。传统涂层的热导率最高,纳米涂层与空心球涂层的热导率相接近。纳米涂层具有最好的隔热性能,空心球涂层接近纳米涂层的隔热效果。隔热效果与涂层厚度呈线性关系。随着厚度增加,导热系数低的纳米涂层和空心球涂层的隔热效果增长幅度高于传统涂层。