电泳沉积热障复合涂层组织与性能的研究

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1、中_分类号：TG174学校代码：10856学号：M050212106硕士学位论文Master’sThesis论文题目电泳沉积热障复合涂层组织与性能的研究专业材料学李春玲作者姓名指导教师王伟完成曰期2〇14年I2月上海工程技术大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所递交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名:4^日期：年+月上海工程技术大学学位论文版权使用授

2、权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海工程技术大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在_年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密s/(请在以上方框内打“V”）学位论文作者签名：指导教师签名/日期:年2月乂日曰期：4年月'沪·中图分类号：TG174学校代码：10856学号：M050212106上海工程技术大学硕士学位论文电泳沉积热障复合涂层组织与性能的研究作者姓名：李春玲指导教师：王

3、伟专业：材料学学院：材料工程学院申请学位：工学硕士完成时间：2014年12月评阅人：王占勇副教授张有凤副教授答辩委员会主席：王连军教授成员：李军教授周细应教授张可敏教授林文松教授UniversityCode：10856StudentID:M050212106RESEARCHONMICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFTBCPRODUCEDBYELECTROPHORETICDEPOSITIONCandidate:LiChunlingSupervisor:WangWeiMajor:MaterialScienceCollegeofMaterialEngineeringSh

4、anghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaDecember,2014电泳沉积热障复合涂层组织与性能的研究摘要本文采用电泳沉积技术在Inconel600高温合金基体表面制备氧化钇稳定氧化锆（YSZ）的热障复合涂层，主要研究了不同浓度稀土氧化钆和金属粉末Ni，Al元素的掺杂对复合涂层的抗高温氧化性能和结合强度的影响。另外还研究了对基体表面进行塑性变形后，YSZ/(Ni,Al)复合涂层中各元素的扩散规律以及对复合涂层的性能影响。研究结果表明，掺杂2-4mol%氧化钆后，Gd-32O3-Y2O3-ZrO2复合涂层在真空（<10

5、Pa）烧结2h后的主要物相为(c,m)-ZrO2和Gd2Zr2O7，在1100℃大气中循环氧化100h后涂层中的主要物相为(c,t,m)-ZrO2，而Gd2Zr2O7相消失并且m相随Gd2O3浓度的增加而增加。与未掺杂Gd2O3的YSZ涂层相比，在YSZ涂层中添加Gd可以显著地抑制晶粒的生长，有效提高了复合涂层抗高温氧化性能。在YSZ涂层中添加Ni，Al合金粉末后通过电泳沉积的方法在1100℃下真空烧结2h形成YSZ/(Ni,Al)复合涂层，复合涂层主要由(c,t)-ZrO2和AlNi3相组成，复合涂层在高温氧化过程中有Al2O3和NiAl2O4相生成，其中Al2O3相的形成有助于提

6、高高温合金的抗氧化性能，NiAl2O4相的生成使涂层在氧化过程中表现出自愈合性能。另外，研究发现Cr元素从基体外扩散在涂层/基体界面处富集，有效的提高涂层的结合强度。与YSZ涂层的结合强度相比，YSZ/(Ni,Al)复合涂层的结合强度从3.5N提高到4.4N。与未塑性变形的基体相比，对基体塑性变形后，YSZ/(Ni,Al)复合涂层真空烧结后AlNi3物相的质量分数由5.42%降低到2.39%，涂层表面更致密、无明显的裂纹。研究结果表明，Cr在涂层/基体界面处富集的数量增加，Ni元素富集于Cr界面处。与未塑性变形的基体相比，基体塑性变形后的复合涂层的抗高温氧化性能与结合强度显著提高。关

7、键词：电泳沉积，热障复合涂层，塑性变形，高温氧化，结合强度IRESEARCHONMICROSTRUCTUREANDPROPERTIESOFTBCPRODUCEDBYELECTROPHORETICEPOSITIONABSTRACTInthispaper,YSZthermalbarriercoatingsweresynthesizedonthesubstrateofInconel600superalloybyelectrophoreticdepositiont