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纳米结构YSZ热障涂层在薄片合金基板上的制备及性能研究
引言：
随着航空发动机等高温设备的研制和应用，热障涂层（TBCs）在材料工程中得到了越来越广泛的应用。热障涂层通常由铸造或气相沉积法制备而成，其中，湿喷涂技术是最为常用的一种。纳米级YSZTBCs可以有效地抵抗高温氧化和热应力等问题，因此，在高温环境下，纳米级YSZTBCs被广泛应用于航空、航天、能源等领域。本文将详细介绍纳米结构YSZTBCs在薄片合金基板上的制备工艺及其性能研究。
制备：
采用高能球磨机制备纳米YSZ粉末，将球磨后的YSZ粉末进行筛分和表面处理，得到平均粒径为50-100nm的粉末。接着，采用湿喷涂技术将纳米YSZ涂层制备在薄片合金基板表面。在湿喷涂过程中，纳米YSZ粉末与液体悬浮剂混合，在高压吸风下形成细小的飘动颗粒。喷枪将颗粒喷向薄片合金基板表面，形成一层均匀的YSZ涂层。接着，将样品在空气中烘烤3个小时，使得涂层内部结构充分稳定。
性能研究：
为了评估纳米YSZTBCs在薄片合金基板上的性能，我们进行了以下的性能测试。
1.X射线衍射分析
运用X射线衍射分析仪测量制备的YSZ涂层的结晶度。结果表明，YSZ涂层具有良好的结晶性能，表明纳米YSZ涂层在制备过程中充分晶化，从而为涂层的稳定性提供了优异的保障。
2.热循环测试
将薄片合金基板在高温下热循环100个周期，每个周期包括持续30分钟的加热和30分钟的冷却。通过热循环测试，我们发现YSZ涂层在高温下具有出色的抗氧化性能和稳定性能，YSZ涂层的热胀缩系数也具有出色的稳定性，这表明涂层的结构在高温下保持良好。
3.热膨胀性分析
使用热膨胀仪测试纳米YSZ涂层的热膨胀性能。在测试中，我们注重了不同温度下的热膨胀系数，结果表明，纳米YSZ涂层的热膨胀系数随着温度的升高而增加。因此在实际应用过程中，应合理控制涂层的使用温度，以保证纳米YSZ涂层的稳定性和安全性。
4.高温剪切强度测试
使用高温剪切强度测试仪测定涂层在高温下的流变力学性能与扭转特性。结果表明，涂层在剪切状况下具有较高的力学稳定性和扭转角度。
结论：
在本文的研究中，我们成功制备了纳米结构YSZTBCs在薄片合金基板上，并对其进行了性能研究。研究结果表明，纳米YSZTBCs具有较高的热循环稳定性、抗氧化性、热胀缩稳定性、高温剪切强度和流变学性能，表明纳米YSZTBCs在高温环境下具有良好的稳定性和应用前沿。随着纳米技术的不断发展，纳米YSZTBCs在材料研究和工程应用中的角色将会更加重要。