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ZrO2 及其複合塗層

時間:2018-11-13 10:23:28  來源:  作者:

     ZrO2 塗層具有優良的耐高溫、耐腐蝕、高硬度、高化學穩定性等特點, 是一種性能優異的熱障塗層。因此被廣泛應用於航空、航天或柴油機燃燒室等高溫、強腐蝕的工作環境中, 但是等離子噴塗氧化鋯塗層並非十分致密,存在許多孔隙。為了進一步提高其耐高溫性、耐蝕性等, 在其基礎上添加 Al2O3Y2O3、稀土等形成複合塗層。

  易茂中等對等離子噴塗 ZrO2 塗層采用有機矽樹脂、水玻璃和 Ni-Cr-B-Si 封孔劑進行了封孔。結果表明,有機矽樹脂封孔效果最好,水玻璃封孔效果最差。Vuoristo 等采用 20% 的去離子水作為溶劑, 氫氧化鋁與磷酸以 1: 4.2 的比例反應製備的無機封孔劑對等離子噴塗 ZrO2 塗層進行封孔處理。結果表明, 封孔後塗層的孔隙率顯著降低,耐蝕性提高。Petitbon 等用激光對等離子噴塗氧化鋯塗層進行重熔, 並在重熔過程中添加了 Al2O3 粉末,製備出 Al2O3-ZrO2 複合塗層。重熔後塗層的強度明顯增大, 塗層也更加致密, 耐磨性、耐高溫腐蝕性明顯提高。Ahmaniemi 等采用激光熔覆法對 ZrO2 塗層進行封孔, 塗層更加致密, 且使ZrO2 晶體發生晶格畸變,由不穩定相轉變為穩定相,顯微硬度得到提高。Batista 等用激光器對 ZrO2 塗層進行激光熔覆,結構表明,與熔敷前塗層相比,激光熔敷後塗層致密度更高, 耐熱腐蝕性能、抗氧化性能等明顯提高。Liu采用激光器對等離子噴塗 ZrO2 塗層進行封孔處理, 得到表麵光滑、致密度高的塗層, 塗層的力學性能得到顯著提高。中南大學的常鷹采用等離子噴塗製備納米 ZrO2 塗層, 並對該塗層進行了如真空熱處理、封孔等後處理。結果表明: 納米塗層進行封孔或真空熱處理後,塗層抗熱震性能下降; 封孔對提高納米 ZrO2 塗層的抗氧化性能影響不大, 而真空熱處理不利於塗層的抗高溫氧化性。Anand Kullkarni 等研究了等離子噴塗 ZrO2 塗層時,陶瓷粉末的粒度和噴塗速度對孔隙率的影響。結果表明: 塗層孔隙率隨粉末顆粒的增大而增大,在相同條件下,噴塗速度越快,孔隙率越高。

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