免费论文摘要：等离子体喷涂制备纳米Al2O3-YSZ涂层及其热物理本能接洽

纳米热障涂层因为具备较低的热导率、较高的热伸展系数以及更长的热轮回寿命而被普遍运用于涡轮发效果处事叶片以普及处事温度和处事功效。但是纳米热障涂层长功夫在高温下爆发晶粒长大，重要烧结，进而引导遗失原有的纳米构造，妨害了纳米构造资料所私有的本能，所以高温下控制晶粒长大，普及纳米热障涂层的高温抗烧结本能具备要害意旨。正文重要接洽实质和接洽截止如次：沿用大气等离子体喷涂本领辨别制备掺杂量为4wt% Al2O3-YSZ（4AlYSZ）、8wt% Al2O3-YSZ（8AlYSZ）和13wt% Al2O3-YSZ（13AlYSZ）的热障涂层。沿用X射线衍射领会（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）本领对制备态涂层和热处置后涂层的相构成、微观形貌和构造构造举行了领会。运用激光脉冲本领测定其热导率，并沿用第一性道理接洽了Al2O3-YSZ的键长、晶格参数和集居数等，从表面上接洽了贬低热导率的感化成分。经过高温静态氧化试验和高温热轮回氧化试验接洽其热作废动作。运用有限元领会软硬件对纳米4wt% Al2O3-ZrO2、8wt% Al2O3-ZrO2和13wt% Al2O3-ZrO2涂层的剩余应力举行了模仿仿真计划。接洽截止表白，制备态纳米4AlYSZ、8AlYSZ和13AlYSZ涂层中Al元素固溶于ZrO2晶格中，涂层中只含有t-ZrO2相，没有创造m-ZrO2和α-Al2O3相的生存。纳米4AlYSZ、8AlYSZ和13AlYSZ制备态涂层中t-ZrO2粒子的晶粒尺寸辨别为：64.8nm，63.3nm和62.7nm。纳米4AlYSZ、8AlYSZ和13AlYSZ涂层中典范的微观构造特性重要囊括：融化地区，纳米地区（未融化颗粒）和孔洞。在1100oC热处置300h后纳米4AlYSZ、8AlYSZ和13AlYSZ晶粒尺寸辨别为：164nm、140nm和120nm，鲜明低于纳米YSZ 在1100oC热处置300h后的晶粒尺寸（178nm）。Al2O3的增添灵验的控制了ZrO2晶粒的长大。主假如因为纳米AlYSZ涂层在1100oC热处置后Al元素向外分散并以α-Al2O3情势从ZrO2固溶体大概从富Al的无定形地区析出，析出的Al2O3产生晶内构造大概晶间构造，进而钉扎晶界，控制ZrO2晶粒长大。室温下保守YSZ、纳米YSZ、纳米4AlYSZ、8AlYSZ和13AlYSZ涂层热导率辨别为：1.43 W/(m•K)、1.15 W/(m•K)、0.81 W/(m•K)、0.97 W/(m•K)和1.12 W/(m•K)。与保守YSZ涂层资料比拟，纳米Al2O3-YSZ和纳米YSZ涂层因为点缺点惹起的散射和晶界散射的共同效率引导纳米涂层资料热导率的贬低。在1100oC热处置后纳米涂层的热导率升高，主假如因为涂层中晶粒尺寸长大和孔隙率贬低惹起。第一性道理计划表白增添Al元素后二氧化锆晶胞爆发畸变，空隙浓淡减少，贬低了YSZ资料的热导率。1100oC高温静态氧化试验表白，纳米4AlYSZ 8AlYSZ 和13AlYSZ涂层按照抛物线定理。在1100oC纳米4AlYSZ 8AlYSZ 和13AlYSZ涂层的抛物线常数Kp辨别约为0.106、0.06884和0.04365 。在1100oC纳米4AlYSZ 、8AlYSZ涂层和纳米13AlYSZ涂层重要从粘结层和热成长氧化层（TGO）处剥落，其热轮回寿命辨别为：920次、933次和950次，纳米13AlYSZ涂层具备最长的热轮回寿命。有限元计划截止表白： TGO层与粘结层界面处的应力散布，不管是径向应力仍旧轴向应力，纳米13AlYSZ涂层鲜明小于纳米4AlYSZ和8AlYSZ涂层。所以，纳米13AlYSZ涂层热轮回寿命较高。经过此项接洽为探究纳米Al2O3-YSZ复合涂层资料变成发效果叶片隔音涂层作需要的运用普通性表面接洽。

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