噴涂工藝采用大氣等離子噴涂(APS)。納米ZrO2涂層厚度大約為250um,打底層厚度為l00um。。納米ZrO2粉末采用3Y部分釔穩定的納米氧化鋯造粒粉,一次晶粒尺寸20-40nm ,造粒后粒徑為40~70um,顆粒呈球形,流動性較好。
納米二氧化鋯涂層和微米二氧化鋯涂層比較:
納米二氧化鋯涂層致密,均均勻,孔隙率低,孔隙率大約為7%;微米氧化鋯涂層的組織相對較為疏松,孔隙率大,存在大片的未熔區域,因為微米氧化鋯流動性不好,受熱不充分,熔化不好,所以涂層的質量不高,而納米二氧化鋯造粒粉流動性好,受熱充分,熔化性能好,涂層致密,與基材的結合力強,納米ZrO2涂層平均結合強度為54.37 MPa,而微米ZrO2涂層為36.26 MPa。納米ZrO2涂層的結合強度提高了約50%。
納米氧化鋯涂層的顯微硬度平均值為655.8l HV。其10個測試點的硬度值比較接近,離散性較小,說明涂層組織均勻致密,微米氧化鋯涂層硬度值的離散性較大,平均硬度值也相對較低,為581.10 HV。這主要是因為微米氧化鋯涂層的組織疏松、不均勻,從而在微觀硬度上表現出較大的差異性。這也從另一個角度說明了納米氧化鋯涂層的質量顯著優于微米氧化鋯涂層。
熱震實驗表明,納米二氧化鋯涂層經40次熱循環,涂層開始出現起皮、剝落等現象。涂層的失效部位發生在面層與黏結底層結合處。這是由于二者熱膨脹系數不同,其結合處易產生熱應力,造成失效。而傳統的微米ZrO2涂層經25次熱循環,就開始大面積脫落。 |