NiCrAI结合层/40/60Zr02-CoCrAIY(0.5mm)/85/15Zr02-CoCrAlY(0.5mm)/Zr02陶瓷表层(1.5mm)热障四层复合梯度涂层
一般的热障涂层由热绝缘陶瓷层(多使用稳定的或部分稳定的 Zr02)和结合底层(多用MCrAIY，M 是 Fe、Co、Ni或 NiCo)所组成
为了减小由于金属材料和陶瓷材料热膨胀系数的不同而引起的涂层内热应力,提高涂层的结合强度和抗热震能力,在底层和陶瓷表层之间可引入不同层数和厚度的底层材料和表层材料组成成分呈梯度变化的中间过渡层
一般热障涂层的结构有如图a所示的双层系统,图b所示的多层系统和图c所示的梯度系统。
其中双层系统由黏结层(过渡层)和隔热的陶瓷层组成;多层系统通常由黏结层、陶瓷隔热层、氧扩散阻碍层、耐蚀层和封闭层等组成
制备梯度热障涂层可用物理气相沉积和等离子喷涂等方法,由于等离子喷涂法沉积速度快,能在一个工艺过程中完成整个热障涂层的制备,因而目前常被采用。一些厚的梯度热障涂层已应用在柴油机的一些零件上,并具有巨大的应用前景。
二维有限元模拟计算表明:四层2.5mm 厚的热障复合梯度涂层能满足柴油机零件工况要求。它由 NiCrA1 结合层40/60Zr02-CoCrAIY(0.5mm)、85/15Zr02-CoCrAIY(0.5mm)及 1.5mm 厚的Zr02陶瓷表层组成梯度热障复合涂层在飞机发动机、陆地燃气轮机、柴油机,锅炉燃烧器等高温零部件上已有不同程度的应用。
