学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示
强流脉冲电子束辐照ZrO_2陶瓷涂层表面改性
作 者: 王存霞
导 师: 梅显秀
学 校: 大连理工大学
专 业: 等离子体物理
关键词: 强流脉冲电子束 ZrO2陶瓷涂层 耐氧化性能
分类号: O539
类 型: 硕士论文
年 份: 2011年
下 载: 72次
引 用: 3次
阅 读: 论文下载
内容摘要
本文首先采用低气压等离子体喷涂的方法在定向凝固DZ4镍基高温合金基体上制备约100μm厚的NiCrAlY粘结层,然后在粘结层上用电子束物理气相沉积的方法沉积约110μm厚的6%-8%Y2O3部分稳定的ZrO2陶瓷顶层,最后选择不同能量密度和脉冲宽度的强流脉冲电子束对所制备的陶瓷顶层进行辐照处理。希望通过强流脉冲电子束的辐照处理实现ZrO2陶瓷层的封顶,从而提高其耐氧化性能,根据实验结果优化电子束辐照处理参数。实验结果表明:利用强流脉冲电子束辐照热障涂层ZrO2陶瓷层能够实现柱状晶的封顶,从而提高其耐氧化性能。当电子束的能量密度大于8J/cm2时,陶瓷层表面完全重熔,在其表面形成厚度为几个微米的重熔层,随着能量密度的增加重熔层的厚度增大,当能量密度大于20J/cm2时,由于烧蚀蒸发重熔层厚度减小。当能量密度达到20J/cm2时涂层表面的微观裂纹增加。随着能量密度的增加涂层t’相中四方相增加,立方相减少,涂层中没有单斜相的结构。1000℃下的循环氧化和静态氧化实验显示,能量密度为8.15J/cm2的电子束辐照的涂层TGO厚度比未辐照的涂层的TGO明显减少,可见重熔层达到几个微米就能够提高涂层的耐氧化性能。对于能量密度皆为15 J/cm2、不同脉冲宽度的电子束辐照后重熔层的厚度约为2~4μm,脉冲宽度为80-120μs时重熔层厚度约4μm左右。经脉冲电子束处理后涂层t’相中的四方相含量均增加,涂层中没有单斜相的结构,晶粒尺寸有减小的趋势。1050℃下500次的循环氧化实验显示,脉宽为80μs和120μs的电子束辐照过的涂层TGO厚度由未辐照的涂层的3μm减少到约2μm,其耐氧化性能提高明显。能量密度为12J/cm2,脉宽为120μs电子束辐照的涂层热扩散系数低于未辐照的涂层,表现出良好的隔热性能。根据耐氧化性能的提高程度,对于ZrO2陶瓷优化的电子束辐照处理工艺参数如下:能量密度选择大于8J/cm2,而小于20 J/cm2;脉冲宽度选择大于80μs,而小于200μs。
|
全文目录
摘要 4-5 Abstract 5-9 1 绪论 9-19 1.1 热障涂层 9-13 1.1.1 热障涂层模型 9-11 1.1.2 热障涂层的制备方法 11-13 1.1.3 电子束物理气相沉积制备的涂层结构 13 1.2 强流脉冲电子束表面改性研究状况 13-17 1.2.1 强流脉冲电子束与材料表面相互作用的物理基础 13-15 1.2.2 强流脉冲电子束辐照热障涂层的国内外研究概况 15-17 1.3 材料选择及研究内容 17-19 1.3.1 实验材料 17 1.3.2 本文研究内容 17-19 2 实验装置及实验方法 19-26 2.1 强流脉冲电子束处理装置SOLO装置 19-22 2.1.1 电子束等离子体源的设计原理 19-21 2.1.2 电子源参数及设备的工艺参数 21-22 2.2 电子束物理气相沉积装置 22-23 2.3 实验方法 23-26 3 HCPEB能量密度对热障涂层结构和性能的影响 26-46 3.1 能量密度对热障涂层微观形貌的影响 26-33 3.2 HCPEB辐照处理前后热障涂层表面相结构变化 33-39 3.3 能量密度对热障涂层耐氧化性能的影响 39-45 3.3.1 能量密度对热障涂层高温循环氧化性能的影响 39-42 3.3.2 能量密度对热障涂层静态氧化性能的影响 42-45 3.4 本章小结 45-46 4 HCPEB脉冲宽度对热障涂层结构和性能的影响 46-68 4.1 脉冲宽度对热障涂层微观形貌的影响 46-48 4.2 HCPEB辐照处理前后热障涂层相结构变化 48-55 4.3 脉冲宽度对热障涂层耐氧化性能的影响 55-64 4.4 脉冲宽度对热障涂层热扩散系数的影响 64-67 4.5 本章小结 67-68 结论 68-69 参考文献 69-75 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 75-76 致谢 76-77
|
相似论文
- AZ31镁合金及纯钛强流脉冲电子束表面改性,TG166.4
- ZK60镁合金强流脉冲电子束表面改性及复合表面处理研究,TG174.4
- 强流脉冲电子束强化齿轮弯曲疲劳性能研究,TH132.41
- 过共晶铝硅合金强流脉冲电子束表面改性,TG174.4
- 强流脉冲电子束齿轮表面改性研究,TG61
- 表面多孔材料的强流脉冲电子束快速制备及表征,TB383.4
- M2高速钢高能束流表面改性研究,TG174.4
- 强流脉冲电子束FeCrAl及FeCrNi电弧喷涂层表面改性组织及性能,TG174.44
- 强流脉冲电子束对热障涂层表面封装的数值模拟,TG174.4
- 强流脉冲电子束处理纯镍的微观结构,TB383.1
- 强流脉冲电子束辐照NiCoCrAlY涂层表面改性及Al膜合金化,O484
- 强流脉冲电子束处理模具钢SKD11的形貌和性能研究,TG142.15
- GCr15表面离子注入及脉冲电子束后处理复合改性研究,TG174.444
- 强流脉冲电子束处理冷轧纯铜及316L不锈钢的表层显微结构分析,TG335.12
- 强流脉冲电子束材料表面改性的二维数值模拟,O53
- 强流脉冲电子束作用下面心立方金属缺陷结构形成与演化,TG179
- 强流脉冲电子束表面改性Al-Si-Pb合金摩擦学性能及数值模拟,TG174
- 高能束辐照下铝中空位簇缺陷的形成与演化,TG111.2
- 强流脉冲电子束材料改性三维数值模拟,TG174.4
- DD3单晶高温合金强流脉冲电子束表面改性研究,TG132.32
中图分类: > 数理科学和化学 > 物理学 > 等离子体物理学 > 等离子体物理的应用
© 2012 www.xueweilunwen.com
|