【等離子處理機(jī)】隨著航空工業(yè)的發(fā)展，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的燃?xì)膺M(jìn)口溫度和效率不斷提高，而現(xiàn)有的高溫合金和冷卻技術(shù)已無法滿足這種需求。為此，在高溫合金表面涂覆熱障涂層變得極為重要，并且熱障涂層已經(jīng)有了很長(zhǎng)時(shí)間的高溫服役經(jīng)歷。
評(píng)價(jià)等離子處理機(jī)熱障涂層性能的最主要指標(biāo)是抗氧化性。研究了三種等離子噴涂的熱障涂層的高溫氧化行為，分別用稱重和氧化層厚度兩種方法對(duì)比研究氧化的熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)。同時(shí)采用電子顯微鏡觀察形貌，用X射線衍射、電子探針等分析手段研究成分分布和結(jié)構(gòu)變化。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上探討熱障涂層的氧化機(jī)理。
首先，研究了用大氣等離子處理機(jī)噴涂方法制備的分別以MgO和Y2O3為穩(wěn)定劑的兩種ZrO2熱障涂層的靜態(tài)氧化行為。
【等離子清洗機(jī)】結(jié)果表明，兩種熱障涂層的靜態(tài)氧化動(dòng)力學(xué)遵循拋物線規(guī)律；隨著氧化溫度的升高，陶瓷層中的氣孔率減小，單斜相的含量增多。盡管MgO的添加量高于Y2O3，但是Y2O3穩(wěn)定的ZrO2熱障涂層具有較好的熱穩(wěn)定性。
雖然兩種材料的過渡層都是NiCrAlY，由于Y2O3穩(wěn)定的ZrO2熱障涂層中Al元素分布均勻，表現(xiàn)出較好的抗氧化性。在研究基礎(chǔ)上，對(duì)粘結(jié)層采用低壓等離子噴涂制備的Y2O3-ZrO2/NiCoCrAlY熱障涂層進(jìn)行了800-1000℃的靜態(tài)氧化實(shí)驗(yàn)。
結(jié)果表明，粘結(jié)層采用低壓等離子處理機(jī)噴涂制備得到的熱障涂層的高溫抗氧化能力顯著提高。并且該試樣在較高溫度氧化較長(zhǎng)時(shí)間后，粘結(jié)層中的鋁元素向陶瓷層/粘結(jié)層界面擴(kuò)散，生成了均勻、致密的雙層氧化鋁膜，更有效的保護(hù)了基體。
通過以上對(duì)三種熱障涂層的高溫氧化行為的研究表明，熱障涂層的氧化分為氧的吸附、氧在陶瓷層的擴(kuò)散、選擇氧化生成Al2O3膜、薄膜生長(zhǎng)、厚膜生長(zhǎng)和厚膜破壞六個(gè)階段，其中鋁元素的分布直接影響保護(hù)性膜的生長(zhǎng)與長(zhǎng)大，進(jìn)而影響熱障涂層的抗氧化性能。【等離子表面清洗】
