【摘要】:淬火应力,经等离子焰流加热至熔融或半熔融状态的高温融滴粒子从高温状态喷涂到室温状态的基体上时产生了淬火效应引起的淬火应力,该应力可由下式表示:式中:σq——淬火应力,MPa;αc——涂层的热膨胀系数,10 -6/℃;Tm——高温融滴温度,K;Ts——基体温度,K。因此Mo/8YSZ 热障涂层的总残余应力可表示为
涂层内部的残余应力对涂层的失效影响作用显著,在等离子喷涂过程中,由于铝合金基体与涂层材料热物性参数的不匹配,故在喷涂过程中以及冷却过程中势必会存在着不同程度的残余应力,一般来说,涂层内部的残余应力由以下几部分构成[14]:
(1)热失配应力,由于涂层与铝合金基体热膨胀系数不匹配引起的应力,该应力可由下式表示:
式中:σtm——热失配应力,MPa;
Ec——涂层的弹性模量,MPa;
ν——涂层的泊松比;
Δα——基体与涂层的热膨胀系数之差,10 -6/℃;
ΔT——从喷涂的高温冷却到室温的温度差,K。
(2)淬火应力,经等离子焰流加热至熔融或半熔融状态的高温融滴粒子从高温状态喷涂到室温状态的基体上时产生了淬火效应引起的淬火应力,该应力可由下式表示:(www.xing528.com)
式中:σq——淬火应力,MPa;
αc——涂层的热膨胀系数,10 -6/℃;
Tm——高温融滴温度,K;
Ts——基体温度,K。
(3)ZrO2陶瓷粉末在等离子喷涂过程中会发生相变产生相变应力,但是在8YSZ 涂层中,添加的Y2O3稳定剂能够对ZrO2的相变起到一定的抑制作用,因此其相变应力可以忽略。
因此Mo/8YSZ 热障涂层的总残余应力可表示为
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