ebpvd沉積la2(zr0.7ce0.3)2o7熱障涂層研究

1、碩士學位論文 碩士學位論文 碩士學位論文 碩士學位論文論文題目 論文題目：EB-PVD 沉積 La2(Zr0.7Ce0.3)2O7熱障涂層研究英文題目 英文題目：The study of La2(Zr0.7Ce0.3)2O7 thermalbarrier coating by EB-PVD學 位 類 學 位 類 別： 工學碩士研 究 生 姓 研 究 生 姓 名： 張曉峰 學號 學號：201102136學科 學科( ( ( (領(lǐng)域 領(lǐng)域)

2、 ) ) )名稱 名稱： 冶金物理化學指 導 教 指 導 教 師：宋希文 職稱 職稱：教授協(xié)助指導教 協(xié)助指導教師： 師：雷新更 職稱： 職稱：高級工程師2014 年 6 月 10 日分類號： 分類號： 分類號： 分類號： TB321 TB321 TB321 TB321 密 密 密 密 級： 級： 級： 級： 公開 公開 公開 公開U D C U D C U D C U D C ： ： ： ： 學校代碼： 學校代碼： 學校代碼： 學校代

3、碼： 10127 10127 10127 10127內(nèi)蒙古科技大學碩士學位論文I摘 摘 摘 摘 要 要 要 要航空發(fā)動機熱端部件的防護是提高航空發(fā)動機進口溫度的有效途徑之一。 歐美國家將熱障涂層技術(shù)列為與高溫結(jié)構(gòu)材料、 高效葉片冷卻技術(shù)并重的航空發(fā)動機三大關(guān)鍵技術(shù)之一， 可見其重要性。 當今， 渦輪發(fā)動機熱端部件的防護材料廣泛采用 EB-PVD沉積 6-8wt%Y2O3 摻雜 ZrO2 而得。而 YSZ 僅能長期應用于 1200℃以下的

4、環(huán)境中，已無 法 滿 足 航 空 發(fā) 動 機 向 高 推 重 比 、 高 效 率 、 高 穩(wěn) 定 性 發(fā) 展 需 求 。 新 型 材 料La2(Zr0.7Ce0.3)2O7 因具有相對低的熱導率、高的抗燒結(jié)性、高的熱膨脹系數(shù)等綜合性能成為了研究熱點。有關(guān) EB-PVD 制備此材料涂層的研究較少，對于 EB-PVD 在不同工藝（溫度、轉(zhuǎn)速等）條件下制備此涂層的組織結(jié)構(gòu)以及熱學性能研究暫無文獻報道。本文研究了不同溫度、不同轉(zhuǎn)速下 EB-PV

5、D 制備 La2(Zr0.7Ce0.3)2O7 涂層的組織結(jié)構(gòu)， 熱導率變化規(guī)律和一定條件下的熱循環(huán)壽命等相關(guān)內(nèi)容。 工藝上選擇了三個溫度區(qū)間：760-780℃、860-880℃和 920-950℃；選擇了三個不同的轉(zhuǎn)速：5r/min、15r/min和 25r/min。本文主要通過場發(fā)射掃描電鏡附帶能譜儀、X-衍射儀、激光導熱儀等測試手段表征了涂層的形貌、結(jié)構(gòu)及織構(gòu)、熱導率等。研究表明：i）在 760-780℃下不同轉(zhuǎn)速（5r/min、

6、15r/min）,860-880℃下不同轉(zhuǎn)速（15r/min、25r/min）以及 920-950℃下沉積的 La2(Zr0.7Ce0.3)2O7 涂層的表面頂部呈較完整的‘金字塔’以及‘類金字塔’狀的柱狀晶， 生長方向為， 與其垂直的晶面為（400） ，頂部 4 個相交的側(cè)面為（222） 。相應溫度下靜止沉積的涂層為（440）織構(gòu)，在 760-780℃下靜止沉積涂層的晶粒較粗大，層狀厚而分明，在較高溫度（860-880℃、920-95

7、0℃）下沉積的 LZ7C3 涂層,晶粒發(fā)生了熔接;ii)旋轉(zhuǎn)沉積涂層柱狀晶為典型的‘C’型結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)速度越小，‘C’型結(jié)構(gòu)越明顯，越有利于降低涂層熱導率。涂層的熱導率不僅和‘C’型結(jié)構(gòu)有關(guān)還與柱狀晶的直徑和枝晶的大小有關(guān);iii)涂層熱循環(huán)失效后， 試樣的表面存有一層薄的陶瓷層， 涂層的脫落發(fā)生在靠近粘結(jié)層界面的陶瓷層內(nèi)部。涂層試樣的熱循環(huán)壽命隨著溫度的提高顯著提高，在 920-950℃下最低熱循環(huán)壽命達 364h,在較高溫度區(qū)域內(nèi) （