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本论文对等离子喷涂不同粘结底层的Al2O3梯度涂层的耐热性能，主要是抗氧化性能和热震性能进行了研究，并与ZrO2梯度涂层进行比较，重点研究了Al+Ni/Al粘结底层通过反应形成的Al2O3梯度涂层，探讨反应形成梯度涂层的形成机制和影响因素，并分析比较其抗氧化性能和热震性能。根据实验结果，主要得出以下结论：一、以Ni/Al为粘结底层的Ni/Al—Al2O3梯度涂层：（1）三种涂层结构（3层0.3mm、5层0.3mm、5层0.1mm）的Ni/Al—Al2O3 梯度涂层的抗氧化性能均优于Ni/Al—ZrO2梯度涂层，这主要是由于Al2O3 涂层的致密度较高，有效地防止了涂层的氧化。（2）热震实验中发现涂层的失效机制包括三个阶段：裂纹的形成、扩展和涂 层剥落。多层梯度涂层由于可以松弛涂层中热应力，抑制裂纹产生、延 展和剥落而使涂层的热震性能得到提高。（3）由于应力松弛效应较弱，在800℃时上述3种结构的Ni/Al—Al2O3梯度 涂层的热震性能稍次于与之比较的Ni/Al—ZrO2梯度涂层，3种涂层中又 以5层0.1mm成分梯度差为20％的Ni/Al—Al2O3梯度涂层热震性能最 好，而在1000℃时该涂层具有最好的热震性能。这是由于5层0.1mm 成分梯度差为20％的Al2O3梯度涂层合理的涂层结构使涂层中的应力得 以有效地松弛，其较高的致密度也抑制了涂层的氧化。（4）总体来看，5层0.1mm成分梯度差为20％的Ni/Al—Al2O3梯度涂层的耐 热性能最佳。二、以Al+Ni/Al为粘结底层通过反应形成Ni/Al—Al2O3梯度涂层（1）以Al+Ni/Al为粘结底层通过反应形成Ni/Al—Al2O3梯度涂层在1000℃ 以上加热时在粘结底层与陶瓷层之间形成了Al2O3+Ni/Al合金喷涂组织 的过渡层，形成了Ni/Al—Al2O3梯度涂层结构。（2）加热温度越高，加热时间越长，粘结底层中Al含量越高，反应形成的Ni/Al 河北工业大学硕士研究生学位论文 －－－－AI＊。梯度层越明显。u)以 AI＋NUAI为粘结底层通过反应形成 NUal一川。O；梯度涂层的抗氧化性 能明显优于以NUAI粘结底层的无梯度川。O；涂层和 Zffo。涂层，且优于 NUAbeAIp；梯度涂层和Ni／AI－－rrrO。梯度涂层。这主要是由于在涂层内 通过反应形成的过汲层减小了涂层孔隙率，阻止内部涂层和基体进一步 氧化，也减小了热应力，抑制了由于涂层开裂造成的氧化。N)以20％Al＋80％NUAI为粘结底层邀过反应形成的NilAI－－AI。O3梯度涂层 在110t长时间（大于7．sh）加热时抗氧化性能最高八以5％AI＋95％Ni／AI 为粘结底层通过反应形成的 NUAI－－AI，O。梯度涂层在11000’C短时间H 于 7．sh)加热时抗氧化性能最高，此外该涂层在 1000’C时的热震性能最 高。6)虽然以 Al＋NilAI为粘结底层迟过反应形成 NUAI－－AI。O。梯度涂层由于具 有梯度结构，其热震性能明显优于Ni／AI－－AI。OvNilAl－－tyrO。无梯度涂 层。以Al＋NiW为粘结底层通过反应形成NUAI－－AI。O3梯度涂层虽然只 有一个过渡层，但其热震性能仅稍次于NUAI－－AI＊。多层梯度涂层或与 之相当，这是由于过渡层通过反应形成，组织过波平缓，减小了涂层中 的热应力所致。该涂层中以5％l＋95％NUAI为粘结底层通过反应形成 的NUAI－－－－AI刃。梯度涂层热震性能最高。