[发明专利]一种热障涂层孔隙率的控制方法

摘要

本发明公开了一种热障涂层孔隙率的控制方法，通过调整等离子喷涂工艺参数，用Spray Watch2i对不同实施例的喷涂粒子进行在线测量，得到不同工艺参数下的粒子飞行速度及粒子表面温度；将粒子飞行速度及表面温度分组为高温高速、中温中速及低温低速三个区域；对三个区域内喷涂获得涂层进行扫描电子显微镜测量获得涂层孔隙率；确定粒子飞行速度及表面温度与涂层孔隙率的定量关系，调整喷涂工艺参数即可实现对涂层微观结构的有效控制。

主权项

一种热障涂层孔隙率的控制方法，其特征在于，包括下述步骤：(1)以球形氧化钇部分稳定的二氧化锆为原料，对七组试样进行不同工艺参数的等离子喷涂试验：弧电流：440‑808A，弧电压：72‑147V，主气流量：35‑70SLPM，辅气流量16.6‑24.3SLPM，送粉量35～40g·min^‑1，喷涂距离70～100mm，喷涂过程中，用测温测速系统Spray Watch2i对不同实施例的喷涂粒子进行在线测量，得到不同工艺参数下的粒子飞行速度及粒子表面温度；(2)将不同工艺参数下的粒子飞行速度及粒子表面温度测量结果进行分组为高温高速、中温中速及低温低速三个范围，其中，高温高速区粒子速度>400m·s^‑1，粒子表面温度>3200℃；中温中速区粒子速度200‑240m·s^‑1，粒子表面温度2900‑3200℃；低温低速区粒子速度180‑200m·s^‑1，粒子表面温度2700‑2900℃；(3)对三个分组范围内喷涂试验所获试样涂层，进行扫描电子显微镜观察并通过图像灰度法测量涂层孔隙率；(4)将不同实施例试样的孔隙率、粒子飞行速度、粒子表面温度绘制成三维关系图，其中，高温高速区，涂层孔隙率小于4％；中温中速区，涂层孔隙率4‑7％；低温低速区，涂层孔隙率为8‑10％；(5)根据步骤(2)三个范围的粒子飞行速度、粒子表面温度划分；结合步骤(4)孔隙率、粒子飞行速度、粒子表面温度三维关系，调整工艺参数，最终实现对涂层孔隙率的控制。