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7YSZAl2O3Ni-343多层热障涂层的同步合成及其性能研究
摘要
本文采用同步合成技术制备出7YSZ/Al2O3/Ni-343多层热障涂层，通过扫描电镜、热重分析、热循环试验和机械性能测试等方法对其性能进行了研究。实验结果表明，该热障涂层具有良好的热障隔离性能和较高的机械性能，适用于高温气体涡轮发动机等应用领域。
关键词：同步合成；热障涂层；7YSZ/Al2O3/Ni-343；热障隔离性能；机械性能
Abstract
Inthispaper,the7YSZ/Al2O3/Ni-343multi-layerthermalbarriercoatingwaspreparedbysynchronoussynthesistechnology,anditspropertieswerestudiedbyscanningelectronmicroscopy,thermogravimetricanalysis,thermalcyclingtest,andmechanicalperformancetesting.Theexperimentalresultsshowthatthethermalbarriercoatinghasgoodthermalinsulationperformanceandhighmechanicalperformance,whichissuitableforhigh-temperaturegasturbineenginesandotherapplications.
Keywords:synchronoussynthesis;thermalbarriercoating;7YSZ/Al2O3/Ni-343;thermalinsulationperformance;mechanicalperformance
引言
高温气体涡轮发动机作为一种关键的动力装置，在航空、航天和工业制造等领域发挥着重要作用。然而，在高温工作环境中，气体涡轮发动机叶片、舵翼和导向叶片等部件的工作寿命受到限制。为了解决这一问题，热障涂层作为一种有效的保护措施被广泛应用。热障涂层具有极高的热障隔离性能和良好的防腐蚀性能，在高温环境中能够有效地保护发动机部件。因此，研究高性能热障涂层的制备和性能具有重要的科学和实际意义。
本文采用同步合成技术制备了7YSZ/Al2O3/Ni-343多层热障涂层，并通过一系列实验对其性能进行了研究，为高温气体涡轮发动机等运用领域提供了重要的参考价值。
实验方法
材料
7YSZ粉末（平均粒度为12μm）和Al2O3粉末（平均粒度为1μm）作为基底材料，Ni-343（78Ni-10Cr-12Al）合金作为粘结层和界面层材料；乙醇和乙二醇作为溶剂，稳定剂和还原剂。
制备多层热障涂层
将7YSZ和Al2O3分别与乙醇和乙二醇混合并加入稳定剂，均匀搅拌后，将两种混合物混合并加入适量的Ni-343合金，继续搅拌并加入还原剂，放置一段时间后，离心分离并冲洗多次，最后将混合物放在陶瓷杯中进行150℃~1000℃的热处理，得到7YSZ/Al2O3/Ni-343多层热障涂层。
测试方法
-扫描电镜观察表面形貌；
-热重分析测定热稳定性；
-热循环试验测定热障隔离性能；
-拉伸测试和压缩测试测定机械性能。
结果与分析
扫描电镜图像显示，多层热障涂层表面平整、紧密，没有明显的经向或环向裂纹。在高温热稳定性测试中，7YSZ/Al2O3/Ni-343多层热障涂层的失重率较低，表明其具有极好的热稳定性。在热循环试验中，热障涂层的附着力和热障隔离性能均很好，经过多次热冲击后，涂层中没有明显剥落或龟裂现象。在机械性能测试中，7YSZ/Al2O3/Ni-343多层热障涂层的拉伸强度和压缩强度都较高，表明其具有良好的抗拉伸和抗压性能。
结论
本文采用同步合成技术制备出7YSZ/Al2O3/Ni-343多层热障涂层，通过多种测试手段对其性能进行了研究。结果表明，该热障涂层具有良好的热障隔离性能和较高的机械性能，适用于高温气体涡轮发动机等应用领域。