1、本科学生毕业论文钴基合金上热障涂层的制备及高温性能研究黑 龙 江 工 程 学 院二一二年六月The Graduation Thesis for Bachelors DegreePreparation and High Temperature Propertied of Cobalt-based Thermal Barrier Coating黑龙江工程学院本科生毕业论文摘 要钴基高温合金具有较高的组织稳定性 ， 因此被广泛的用于寿命较长的航空发动机的静部件 ， 但其工作温度仅为1000左右 。
热障涂层（TBCs）可以提高高温合金的使用温度和工作寿命 ， 尤其在航空领域的应用和发展备受瞩目和重视 。
目前 ， 低压等离 。

2、子技术（LPPS）在热障涂层的制备中得到了广泛的应用 。
本文主要采用定向凝固钴基高温合金DZ40M为基体 ， 通过LPPS制备了粘结层NiCoCrAlYTa/顶层8wtY2O3-ZrO2（8YSZ）热障涂层 ， 着重研究了粘结层的高温氧化行为、涂层的LPPS的制备工艺流程 ， 并且对涂层的热冲击性能进行了验证分析 。
恒温氧化过程中 ， NiCoCrAlYTa涂层表面形成连续的-Al2O3膜 ， 氧化增重符合抛物线增长规则 ， 抗氧化能力优越 。
当氧化温度为1000时 ， 表面氧化物会过早脱落 ， 致使氧化性能下降 。
在LPPS制备YSZ涂层过程中 ， 压力对涂层显微组织有显著影响 。
压力升高有利于粉末在喷涂过程中熔化 。
喷涂过程中 ， YSZ颗 。

3、粒表面氧离子与环境中的氢离子发生了反应 ， 生成了Y(OH)3 。
YSZ中的Y2O3与V2O5有强烈的反应 ， 生成的M相ZrO2和YVO4晶体导致了热障涂层黏结层与陶瓷层、黏结层与基体之间产生了宽裂纹 ， 最后导致热障涂层的失效 。
900下的高温腐蚀 ， 发生了一定程度的TM相变 。
关键词：热障涂层；高温氧化；热冲击性能；钴基高温合金；低压等离子喷涂II黑龙江工程学院本科生毕业论文ABSTRACTCo-based alloys are preferred materials for use as long-life static components of gas turbine engines due to t 。

4、heir high microstructure stability and excellent mechanical property at high temperature. Thermal barrier coating(TBC)system is usually used to protect the surfaces of metal components operating in the gas path environment of the hot section of gas turbine engines.In the present work, TBCs were prep 。

5、ared,where a Co-base directional solidified superalloy, NiCoCrAlYTa coating and 8wt Y2O3 stabilized ZrO2（YSZ）coating were selected as substrate, bond layer and top layer, respectively. And bond layer is deposited by low pressure plasma spray(LPPS)technology, and YSZ is prepared by LPPS and air plasm 。

6、a spray technology.Isothermal oxidation test were carried out. The oxidation behaviors of the coatings were analyzed. The results show that NiCoCrAlYTa coating have good isothermal oxidation resistance. -Al2O3 protective oxide scale was formed on the surface of the coatings, and the mass gain increa 。

7、sed in a parabolic law.Chamber pressure has significant influence on the melting of the YSZ particle and the deposition of the coating during LPPS process. The results show that Y(OH)3 was formed as the oxygen ion in the surface of YSZ particle reacted with the hydrogen ion in the plasma jet.The for 。

8、mation of monoclinic ZrO2 and YVO4 crystals as hot corrosion products caused the degradation of YSZ coatings. The reactions of the hot corrosion and the transformation of tetragonal zirconia to monoclinic phase supplement each other.Key words：Thermal Barrier Coating (TBC);
High Temperature Oxidation;
。

9、Thermal Shock;
Cobalt-Base Superalloy;
Low Pressure Plasma Spraying目 录摘要IAbstractII第1章 绪 论11. 1 研究背景11.2. 热障涂层21.2.1 热障涂层的功能21.2.2 热障涂层的结构21.2.3 热障涂层的成分41.3 热障涂层的制备方法51.3.1 等离子喷涂51.3.2 电子束物理气相沉积（E-PVD）51.3.3 离子束辅助沉积技术（IBAD）61.4 本课题的研究目的及主要内容71.4.1 研究目的71.4.2 主要研究内容8第2章 试验方案及研究方法92.1 合金基体简介92.2 试验方案92. 。

10、2.1 涂层制备工艺路线92.2.2 喷涂设备102.2.3 喷涂工艺优化102.2.4 真空热处理112.3 试验方法112.3.1 恒温氧化试验112.3.2 热冲击试验112.3.3 高温腐蚀122.3.4 硬度测量122.3.5 表面粗糙度测量132.3.6 结合强度测量132.3.7 扫描电镜观察132.4 本章小结13第3章 恒温氧化对组织结构的影响143.1 涂层组织结构影响因素143.1.1 未氧化涂层形貌143.1.2 涂层表面硬度143.1.3 表面粗糙度对热障涂层残余应力的影响153.1.4 氧化对结合强度的影响173.1.5 热冲击分析183.2 TGO氧化行为分析19 。

11、3.2.1 TGO氧化机理193.2.2 TGO生长的控制193.3 本章小结20第4章 涂层抗高温腐蚀性能及失效214.1 涂层腐蚀后的表面形貌和腐蚀产物214.1.1 涂层腐蚀前后的表面形貌214.1.2 腐蚀产物分析224.2 TM相变和高温腐蚀反应的关系224.3 涂层失效234.3.1 涂层失效主要因素234.3.2 涂层失效机理234.4 本章小结24结论25参考文献26致谢28黑龙江工程学院本科生毕业论文第1章 绪 论1.1 研究背景近年来随着航空发动机向高流量比、高推重比和高涡轮进口温度方向的发展 ， 使得发动机燃烧室中的燃气温度和燃气压力不断提高 。

稿源：(未知)

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标题：合金|钴基合金上热障涂层的制备及高温性能研究