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硅酸盐学报2024年第09期:热处理对等离子喷涂Gd_2Zr_2O_7微观结构和力学性能的影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:麻忠宇;王丽爽;王喆锦;董会;姚建洮;周勇;

单位:西安石油大学材料科学与工程学院,西安市高性能油气田材料重点实验室,油气田腐蚀防护与新材料陕西省高等学校重点实验室;

摘要:采用大气等离子喷涂技术制备3种不同喷涂距离的Gd_2Zr_2O_7(GZO)涂层,并在1 300℃条件下进行不同时间的高温热处理,对涂层进行物相分析,表征涂层微观结构及力学性能,阐明高温热处理过程中力学性能变化与孔隙结构变化的相关性。结果表明:喷涂态GZO涂层为典型的层状结构,随着热处理时间的增加,涂层孔隙率的下降呈现多阶段变化规律,即热处理初期(0~20 h)下降较快,热处理中期(20~100 h)下降缓慢,热处理后期(100~200 h)基本保持稳定。经过200 h的热处理之后,GZO涂层的孔隙率均稳定在7%~9%。另外,随着热处理时间增加,GZO涂层H_V硬度和弹性模量的增加也呈现多阶段变化规律,与孔隙率的变化规律相似。随着喷涂距离的增加,涂层孔隙率逐渐增加,H_V硬度和弹性模量逐渐减小。另外,热处理前后GZO涂层的相结构不变。因此,GZO涂层在高温热处理过程中孔隙结构的变化将影响力学性能的变化。

关键词:大气等离子喷涂;锆酸钆;热处理;微观结构;力学性能

基金资助:国家自然科学基金(51901181); 陕西省摩擦焊接重点实验室开放课题; 西安石油大学研究生创新与实践能力培养计划(YCS21212140)