低压等离子体喷涂ZrB₂涂层的微观结构和废弃行为,涂层低至100Pa

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 表面工程是什么?表面工程是什么?
• 等离子体物理学的物理学

背景情况:

• 二 (ZrB2) 是一种耐火陶,具有出色的高温性能.
• 低压等离子体喷涂 (LPPS) 是一种用于沉积保护涂层的常见技术.
• 控制涂层微观结构对于优化性能至关重要,特别是在极端条件下.

研究的目的:

• 为了研究喷雾室压力对ZrB2涂层微观结构的影响.
• 为了评估 ZrB2 涂层在不同的室内压力下沉积的剥离行为.
• 为了确定涂层孔隙性和剥离阻力之间的相关性.

主要方法:

• 采用低压等离子体喷涂 (LPPS) 在不同的室内压力 (100Pa,5kPa,10kPa,50kPa) 下沉积ZrB2涂层.
• 微观结构的表征,包括孔隙度的测量.
• 使用高温等离子体喷射器 (25千瓦净功率) 进行废弃性能测试.
• 废弃机制的分析.

主要成果:

• 喷雾室压力降低导致涂层孔隙性降低.
• 最低的孔隙度 (0.89%) 在100Pa的室内压力下实现.
• 线性剥离率随着涂层的多孔性而增加.
• 最密集的涂层 (100Pa) 呈现出最低的剥离率 (0.33μm/s).
• 一个厚度约100微米的密ZrB2涂层在约2000°C的温度下承受了300秒的等离子除.

结论:

• 在LPPS过程中,喷雾室压力是控制ZrB2涂层微观结构和多孔性的关键参数.
• 较低的室内压力产生更密集的ZrB2涂层,具有增强的废弃性.
• 优化的ZrB2涂层显示出用于高温热保护应用的巨大潜力.