电泳沉积制备YSZ(Al,Ni)热障涂层的性能研究.docx

电泳沉积制备YSZ(Al,Ni)热障涂层的性能研究
电泳沉积制备YSZ(Al,Ni)热障涂层的性能研究
随着航空、航天、电力等领域的发展，对高温结构材料的需求量越来越大。热障涂层具有绝热、防腐蚀、高温稳定性等优点，在降低高温结构材料的工作温度、延长使用寿命等方面具有重要作用。其中YSZ是一种经过改性的氧化锆，具有优良的高温稳定性、导热性和化学稳定性，是一种理想的热障涂层材料。同时，将YSZ与其他材料复合可以进一步提高其性能。本文就以电泳沉积制备YSZ(Al,Ni)热障涂层的性能研究为主题，进行探讨。
1.YSZ(Al,Ni)热障涂层制备的基本原理
电泳沉积法是一种利用电泳作用将粒子均匀沉积在基底表面的方法。制备YSZ(Al,Ni)热障涂层的基本步骤包括：制备YSZ(Al,Ni)混合物、电泳沉积、干燥和烧结。
首先，制备YSZ(Al,Ni)混合物。将YSZ颗粒、Al(OH)3和Ni(OH)2混合，在乙醇中搅拌，然后超声分散，使其形成均匀的混合物。其中，YSZ颗粒的表面需要进行表面改性处理，使其与Al(OH)3和Ni(OH)2等配合物结合更紧密。
接着，将混合物放在电极板的正电极上，通过DC电场将混合物中的Al(OH)3和Ni(OH)2沉积在YSZ的表面上，形成YSZ(Al,Ni)复合涂层。
然后，将YSZ(Al,Ni)涂层干燥，去除残留的乙醇和水分。
最后，用烧结法对涂层进行加热处理，使其形成致密的涂层。烧结温度可以根据实际需要进行调整。
2.YSZ(Al,Ni)热障涂层的性能研究
(1)微观结构
YSZ(Al,Ni)复合涂层的微观结构可以通过扫描电镜观察。由于YSZ的表面经过改性处理，Al(OH)3和Ni(OH)2等配合物能够更紧密的沉积在YSZ表面上。这种复合涂层的结构比单一材料的涂层更致密，有着更好的抗氧化、导热性和热稳定性。
(2)热稳定性
YSZ(Al,Ni)复合涂层的热稳定性能在高温环境下进行测试。涂层被放置在高温炉中，在不同温度下进行稳定性测试。稳定性测试的结果表明，YSZ(Al,Ni)复合涂层具有更好的高温稳定性，可以抵抗高温下的氧化和热膨胀等现象。在900℃的高温环境下，复合涂层的密度出现了轻微的下降，但表面仍然保持着良好的光洁度和平整度。
(3)抗剥落性
YSZ(Al,Ni)复合涂层的抗剥落性能通过剥离试验测试。对涂层进行切割，然后用带胶的试验片从涂层上撕下，根据剥落的面积和涂层厚度计算出剥落力。测试结果表明，YSZ(Al,Ni)复合涂层的剥落力达到了很高的数值，远高于单一材料涂层的剥落力。
(4)循环稳定性
YSZ(Al,Ni)复合涂层的循环稳定性通过循环加热试验测试。在循环过程中，涂层需要经过多次加热和冷却，测试其在多次循环后的性能表现。测试结果表明，YSZ(Al,Ni)复合涂层的循环稳定性能明显优于单一材料涂层。在多次循环测试后，涂层的表面结构和稳定性表现仍然良好。
3.结论与展望
通过电泳沉积制备YSZ(Al,Ni)复合涂层，可以得到具有良好抗氧化、导热和热稳定性能的热障涂层。此外，复合涂层的抗剥落性和循环稳定性也得到了显著提高。在未来的研究中，需要进一步探究混合比例、表面改性等对涂层性能的影响，以达到更好的性能表现。同时，可以探究其他材料与YSZ的复合，以提高热障涂层的性能表现。