冷喷涂纳米结构NiCrAlY涂层在氩气气氛中的氧化行为研究PPT格式课件下载.ppt

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隔热热障涂层热障涂层（TBCs）的组成的组成研究背景研究背景发展趋势：

大推力高效率低油耗长寿命主要措施：

提高进口温度，增加燃烧室温度冷却方式:

气膜冷却，应用TBCsHotGasesCoolingAirYSZBondcoatSubstrateTGOTGO：

-Al2O3TBCs目前主要关注点：

目前主要关注点：

n提高TBCs的稳定性稳定性，延长服役时间服役时间，降低成本成本。

n影响TBCs稳定性的主要因素：

n粘结层（BC）热力学热力学稳定性nTGO（Thermallygrownoxide）均匀性均匀性和和生生长速度长速度,TGO组织结构组织结构,TGO界面几何形状界面几何形状nTGO/YSZ和和TGO/BC结合强度结合强度nYSZ组织结构组织结构研究背景研究背景TGO的的生长机理生长机理Nano-BC层表面-Al2O3形成原理研究背景研究背景-Al2O3LowestgrownrateGoodadhesion纳米结构BC层BC晶粒细小存在大量晶界加速Al向表面的扩散氧化初期抑制Al的贫化生成均匀连续的-Al2O3氧化消消耗耗BC表面AlAl逐渐贫化Al不足Ni,Cr氧化NiO,Cr2O3，Ni（Cr,Al）2O4Al足量足量L.Ajdelstajnetc,J.ThermalSprayTechnol.14

（1）（2005）23粘结层粘结层（BC）常用制备工艺：

常用制备工艺：

nMCrAlY粘结层HVOF：

高的氧坏境，氧化严重LPPS：

温度高，成本昂贵n冷喷涂（coldspray）研究背景研究背景冷喷涂技术原理及其特点冷喷涂技术原理及其特点特点：

特点：

粒子温度低粒子温度低（600）、高速高速（3001200m/s）、低成本低成本避免避免氧化氧化、晶粒晶粒长大长大致密和厚致密和厚涂层涂层研究背景研究背景便于工业应用便于工业应用实验材料与工艺:

n基体:

Inconel738n涂层材料：

nNano-Ni20Cr10Al1YMechanicalalloynColdspray-XJTUhomeinstalledsystemn等温氧化：

等温氧化：

nShotPeeningpre-treatmentnAr，900oC,1000oC,1100oC,1150oCfor4hrsNiCrAlY粘结层粘结层高温氧化高温氧化行为行为实验材料与工艺实验材料与工艺PowderNiCrAlY（52m）Balltopowder10:

1Rev./rpm160Millingtime/h36hrsPowdercharge/g20gMillingballStainlessball（10,6mm）AtmosphereArgonContainermaterialsStainlesssteelBallmillingparameters（usedtoformnanostructuredpowders）纳米结构NiCrAlY粉末的制备工艺实验材料与工艺实验材料与工艺Primarygas（MPa）2.0Secondarygas（MPa）2.6Gastemperature（）59030Traversespeed（mms-1）150Feedrate（g/min）27.4冷喷涂工艺参数冷喷涂工艺参数实验材料与工艺实验材料与工艺喷枪结构示意图喷枪结构示意图冷喷涂工艺参数冷喷涂工艺参数喷丸工艺参数喷丸工艺参数equipmentMT-1500,FrancePressure/MPa0.1Diameterofglasssphere/mm0.3Distance/mm150实验材料与工艺实验材料与工艺Nano-NiCrAlY粉末的典型形貌粉末的典型形貌StartingNiCrAlYpowderNano-powderBall-milledNiCrAlYpowder36hrsMASurfacemorphologyGrainsize=1550nmDiffrationpatternBrightfieldimageTEM,JEM-200CX冷喷涂层冷喷涂层SEM,Quanta200OxygencontentPowder0.75Coating0.72冷喷涂冷喷涂Nano-NiCrAlY涂层组织结构涂层组织结构热处理涂层热处理涂层热处理对热处理对NiCrAlY涂层组织结构的影响涂层组织结构的影响1000-4h，Ar（99.99%）As-sprayedAnnealed氧化膜表面形貌氧化膜表面形貌Nano-NiCrAlY涂层表面氧化膜的形貌特征涂层表面氧化膜的形貌特征900-4h，Ar（99.99%）Needle-likeEquiaxed-Al2O3-Al2O3氧化膜表面形貌氧化膜表面形貌1000-4h，Ar（99.99%）XRDpatternNano-NiCrAlY涂层表涂层表面氧化膜的形貌特征面氧化膜的形貌特征Elementmapping氧化膜组织结构氧化膜组织结构1000oC-4h,Argon氧化膜表面形貌氧化膜表面形貌1150-4h，Ar（99.99%）原始形貌对氧化膜表面原始形貌对氧化膜表面形貌的影响形貌的影响Atthickoxideregion,alayerofoxidewithanevidentcontrastwasobserved.Thistypeofoxideiscomposedofspinel,Al2O3andCr2O3.Oxideconstitutions1100oC-4h,Argon主要结论n冷喷涂可以制备致密无氧化的NiCrAlY涂层。

n在900下热处理后，涂层表面局部生成了呈针状的q-Al2O3。

在1000以上热处理，涂层表面生成球状的-Al2O3，均匀连续的分布在在粘结层表面。

n原始涂层的表面形貌显著地影响氧化物的表面形貌，在较平坦的部位氧化膜均匀致密，而在较为粗糙的部位氧化膜表面表面呈现与颗粒尺寸相对应的粗糙形貌。

致致谢谢n国家重大基础研究计划（国家重大基础研究计划（2007CB707702）；

n国家杰出青年基金国家杰出青年基金（50725101）；

n高能束流加工技术国防科技重点实验室高能束流加工技术国防科技重点实验室基金基金（51461070705JW0805）；

n国际合作项目（国际合作项目（Honeywell公司）。

）。

谢谢！