等离子体喷涂厚热障涂层的制备与失效机理研究的任务书.docx

等离子体喷涂厚热障涂层的制备与失效机理研究的任务书
任务书
1.课题背景
热障涂层是一种新型材料，被广泛应用于航空、工业、动力等领域。其功能为保护涂层下的材料，同时减少材料因温度变化而引起的机械应力，保障材料使用寿命。目前，等离子体喷涂具有广泛的应用前景，但其涂层失效机理仍待进一步研究。
2.课题目的
本课题的目的在于：通过制备不同厚度的等离子体喷涂热障涂层，并对其失效机理进行深入研究，为热障涂层的优化设计提供理论支持。
3.研究内容
本课题的主要研究内容包括如下三个方面：
（1）制备不同厚度的等离子体喷涂热障涂层。
通过等离子体喷涂技术，在圆柱薄片上制备不同厚度的热障涂层，涂层材料选用YSZ（氧化锆）。
（2）研究等离子体喷涂热障涂层的相变行为和热失效机理。
运用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）技术，研究不同厚度的热障涂层在高温下的相变行为和微观结构变化。同时，对热障涂层的热失效机理进行解析。
（3）探究热障涂层的优化设计方案。
通过研究等离子体喷涂热障涂层的制备和失效机理，找到合理的热障涂层厚度，提出优化的设计方案，以提高热障涂层的使用寿命。
4.研究方法和技术路线
本课题的主要研究方法和技术路线如下：
（1）制备不同厚度的等离子体喷涂热障涂层。
在标准条件下，使用等离子体喷涂设备，以YSZ颗粒为原料粉末，制备厚度不同的热障涂层。
（2）研究热障涂层的相变行为和热失效机理。
使用XRD技术研究涂层在高温下的相变行为，结合SEM分析热障涂层的微观结构变化。同时，使用热失效试验，探究热障涂层的失效机理。
（3）探究热障涂层的优化设计方案。
通过分析热失效试验数据，找到热障涂层最优厚度，提出优化设计方案。
5.预期成果
本课题的预期成果：
（1）制备和评价不同厚度的等离子体喷涂热障涂层；
（2）揭示等离子体喷涂涂层在高温热失效环境下的失效机理；
（3）提出可行的热障涂层优化设计方案。
6.参考文献
[1]周飘飘,陈林法,董传华等.高温气冷反应器涂层材料及其防护技术研究.航空制造技术,2019(11):67-73.
[2]徐春川,宋小妍,陈连斌等.等离子体喷涂热障涂层的破损机理及影响因素研究.材料导报,2017(7):86-88.
[3]王春福,张振宇,张宣明等.等离子体喷涂梯度温度热障涂层的制备及性能研究.材料科学与工程学报,2018,36(3):419-424.