Aerospace燃气轮机发动机现在设计成使得耐热性超合金在非常接近其熔化的温度下操作，因此性能改善的目前的策略是以热阻挡涂层为中心的。较低的导热率导致基板/粘合涂层界面的温度降低，这减缓了热诱导的故障机构的速率。或者，较低的导热性TBC层可能允许设计者通过降低TBC的质量在旋转涡轮发动机部件上的显着离心负荷来降低在那里的TBC厚度。改善TBC系统的一种方法是优化孔形态，以降低导热率，同时仍然保持高面积的平面顺应性。改善TBC系统性能的第二种方法是优化表面微观结构，表面致密化，相结构机械特性，化学结构和热物理性质。

这项工作的重点是研究AL PO的影响₄（和激光） - 密封Zro₂-MGO涂层对氧化锆稳定的热屏障涂层系统，氧化氧化锆基础涂层稳定，以预测TBC系统的最佳改进，并优化表面微观结构，表面致密化，相结构，机械特性，化学结构以及热物理性质作为它们的性质，使用参考技术获得的属性。热膨胀研究用于研究不同涂层（参考和改性涂层）结构的高温稳定性。随着低导热性是TBC最重要的特征之一，进行热扩散性和特定的热测量。此外，机械测量（例如微硬度，拉伸粘合强度，杨氏模量），使用XRD和化学分析使用电子分散X射线（EDX）进行化学分析，用于扫描显微镜研究中的元素分析。

热障涂层、空气等离子喷涂、热处理、热膨胀系数、导热系数、氧化镁稳定氧化锆、镍铝、激光密封氧化锆涂层和激光密封ZrO2-MgO涂层。

Aerospace燃气轮机发动机现在设计成使得耐热性超合金在非常接近其熔化的温度下操作，因此性能改善的目前的策略是以热阻挡涂层为中心的。较低的导热率导致基板/粘合涂层界面的温度降低，这减缓了热诱导的故障机构的速率。或者，较低的导热性TBC层可能允许设计者通过降低TBC的质量在旋转涡轮发动机部件上的显着离心负荷来降低在那里的TBC厚度。改善TBC系统的一种方法是优化孔形态，以降低导热率，同时仍然保持高面积的平面顺应性。改善TBC系统性能的第二种方法是优化表面微观结构，表面致密化，相结构机械特性，化学结构和热物理性质。

这项工作的重点是研究AL PO的影响₄（和激光） - 密封Zro₂-MGO涂层对氧化锆稳定的热屏障涂层系统，氧化氧化锆基础涂层稳定，以预测TBC系统的最佳改进，并优化表面微观结构，表面致密化，相结构，机械特性，化学结构以及热物理性质作为它们的性质，使用参考技术获得的属性。热膨胀研究用于研究不同涂层（参考和改性涂层）结构的高温稳定性。随着低导热性是TBC最重要的特征之一，进行热扩散性和特定的热测量。此外，机械测量（例如微硬度，拉伸粘合强度，杨氏模量），使用XRD和化学分析使用电子分散X射线（EDX）进行化学分析，用于扫描显微镜研究中的元素分析。

热障涂层、空气等离子喷涂、热处理、热膨胀系数、导热系数、氧化镁稳定氧化锆、镍铝、激光密封氧化锆涂层和激光密封ZrO2-MgO涂层。

等离子体是准中性多颗粒系统，其特征在于气体或流体混合物。它由电子组成，正极地改变离子和中性气体，原子，分子或基团[1]。单色原子气体仅需要电离以进入等离子体状态，而必须首先在电离之前首先解离体分子气体，因此需要更大的能量进入等离子体状态。添加少量氢（或氦气）作为次级气体加入到氩气，导致从等离子体到粉末颗粒的等离子体焓和传热速率的增加[2]。

热屏障涂层：（TBC）通常应用于金属超合金以延长组分可以操作的温度调节时间[3,4]。典型的应用是燃气轮机发动机，其中多年来已经利用了薄的TBC。陶瓷热阻挡涂层的主要要求是与金属基材相容的低导热率和热膨胀。最合适的似乎是镁质 - 氧化锆系统已经建立为高温Aero发动机应用中等离子体喷射热阻挡涂层。然而，氧化镁氧化锆算法被认为是工业燃气涡轮机的最佳预期原料，TBC和测试编程，因此集中在改性氧化锆 - 稳定用氧化镁以提供最佳性能。氧化锆稳定用氧化镁涂层已用于飞机燃气轮机，因为燃烧器中的热屏障几年。它们最近已经在高压喷嘴导向叶片平板上使用，并且对涡轮叶片的压力表面有很多兴趣。用氧化锆涂层稳定的等离子体喷涂氧化镁由中间粘合涂层附着在基材上的多孔相材料组成。涂层的多孔性质大大提高了热和抗裂性。

现代化的TBC不仅需要通过涂层限制热传递，而且还需要保护发动机部件免受氧化和热腐蚀。没有单涂层组合物似乎能够满足这些多功能要求。在过去20年中的研究导致了由多于一个单独的层组成的优选涂层系统，以在高温[5]，氧化和腐蚀性使用环境中实现长期有效性。

等离子体技术用于等离子体喷涂装置用于等离子体喷射和开发出的等离子体割炬和喷涂航空航天部件的辅助设备。它包括：电源（PT-800），控制单元（PT-M1000），等离子炬（F4），粉末进料单元（TWIN-10），水冷却器系统（T-500）和用于工件的保持装置除了灰尘分离器（MK-9）和湿隔膜（NA-100）之外。图1显示了等离子体技术AG M-1000装置的示意图。

通过高频放电(HF)，将直流电弧从阴极预电离到阳极。由电源通电的直流电弧使流经火炬的气体电离(电离=电子激发)。气体流动带动阳极喷管中的电弧接触点向前移动，电弧稳定。氩气用于引发电弧(容易电离)，在稳定之后，通常会加入一种辅助气体，通常是H2。气体，如H2或N2(有两个原子)在高温下电离前会分解。因此，它们(在一定温度下)比Ar或He(单原子)等气体表现出更高的能量。电子、离子和中性气体粒子的混合物就是等离子体，即具有极高温度(10000 - 30000 k)和热容的气体。温度的升高导致等离子体以较高的速度从阳极喷嘴中流出。使用喷射器将喷雾粉末引入热的、快速的等离子体中，对粒子进行加热和加速。粉末粒子变成熔融和冲击表面，以高动能涂层，在那里他们形成层流涂层。 Plasma spray coating is produced by successive impacts of accelerated particles in a molten state on the substrate (i.e. a single specimen was cute from flat Ni-super alloy sheet (NiCr20TiAl of DIN designation number is 2.4631), with dimensions 40 × 20 × 1.4 mm) or previously deposited layers, the next particle impacting on an already completely solidified one.

衬底的预处理程序：网格喷射通常用作衬底的预处理方法，以增加平均表面粗糙度。

实验性预处理方式是经常公知的，通过NTA（负转移电弧），其中通过在它们之间施加电压然后使用LPP（低压）通过电压在等离子体喷嘴和基板之间产生反向转移的电弧。（低压等离子体喷雾）图2，通过使用H2混合AR等离子体射流。并且它们显示出这些糜烂是通过表面材料的熔化而形成的，该密度为约108a / cm 2的密度为微观阴极弧点，在发生电弧放电的微观阴极弧点[6-12]。清洁Nibase超合金基板的表面，通过电弧放电的腐蚀过程形成了许多小尖峰（发现表面粗糙化由整个表面上的许多微观阴极斑点形成）。表1显示了样品表面上的NTA工艺参数（Ni-基超合金基材）。

表格1：施加在对应于拉伸粘合强度的Ni超合金基材上的NTA工艺参数。

空气等离子体热喷涂和基材后喷雾处理程序：首先，可以施加Ni-5wt％Al（Amdry 956）粉末以形成0.05mm的高热腐蚀和抗氧化涂层的合适粘合涂层，作为Nibase晚餐表面（基板）的最小厚度。and by introducing an intermediate layer composed of ceramic with alloy (i.e. combination of 65wt % ZrO2-MgO) (AMDRY 333) and 35wt% of Ni-Al (AMDRY 956) which they are corresponding to AMDRY 341) that air plasma thermally sprayed on the under layer bond coat to create compositions that possess the specific properties required for a particular new proprietary application and then the top coat, ZrO2-20wt % MgO (AMDRY 333) of 0.3 mm to 0.8 mm thickness have been deposited by air plasma spraying in method upon their surface.

表2中给出了喷涂的特性及其涂层的验收标准。控制等离子体热机械性能的关键参数喷涂（直流等离子体喷涂）是等离子体喷射和注入颗粒之间的热量和动量。除了颗粒侧和等离子体气体之外，这些在含有喷嘴控制的等离子体等温线和直径上依赖于等离子体等温线。表3显示了控制单元PT-M 1000，粉末进料（双-10）和等离子体炬（F4）的不同喷射参数。使用商用饲料奶粉喷涂所有涂料。大多数涂层改性程序正在处理后处理作为热处理和/或化学处理[13,14]。

表2：空气等离子体热喷涂特性及其验收标准。

表3-A：喷射参数粉末喂料器;等离子体气体和控制单元：（a）粉末馈送器（双10）和等离子炬（枪）参数。

笔记：调整电机数字显示，圆盘(rpm)需要获得指示的喷雾速率。

表3-B：喷射参数粉末喂料器;等离子体气体和控制单元：（a）粉末馈送器（双10）和等离子炬（枪）参数。

笔记：根据需要调整流量以获得指示的电压，电压取决于流量和焊炬（枪）的类型。

炉治疗：将热处理施加以烧结涂层，以前从基板上脱离。由于电流传导相关的处理工艺，或用于增强粘合涂层的粘附件上沉积在涡轮机叶片（Ni超代合金基质），增加涂布密度及其弹性模量的炉处理过程。

激光（密封）处理：激光(密封)已经被用于改善等离子体-喷确认属性通过降低表面粗糙度,显微结构异构性问题(如un-melted /部分熔解粉末粒子,毛孔,蛀牙和空洞)较低的地区内的融化层显微硬度和密封开孔孔隙度增加,耐腐蚀性和耐磨性。

涂层使用量子射线使用Quanta射线从闪光灯泵浦Q开关振荡器 - 放大器ND-YAG（钕掺杂的钇铝石榴石）激光杆系统。在聚焦区域的激光束的宽度在距镜子1000mm的距离处为10mm。优化激光玻璃参数，用于研究厚度热屏障，使用脉冲激光束涂层;参数列于表4中。在优化阶段，达到涂层表面的预定熔化深度而不会引起涂层液。Q开关的ND-YAG激光器具有各种形式的材料加工，因为它们可以集中于非常闻到的光斑，以提供高功率脉冲型材，以便研究惯性监禁融合。

表4：用于微结构改性的激光（密封）的量线参数，提高孔隙率。

磷酸盐（密封）治疗：用氧化镁（ZrO 2 -20wt％MgO）涂层稳定的氧化锆用稀释至20重量％的去离子水稀释至20的Al（OH）3 - （85％）H3PO 4溶液。Al（OH）3：（85％）H3PO4的比例为1：4.2重量。使用磁力搅拌器混合并略微加热溶液直至其清晰。用磷酸铝密封密封ZrO2-MgO涂层。密封剂涂布到涂层表面上，立即开始渗透到涂层裂缝和孔中。之后将标本置于炉中以进行热处理。热处理在300℃下进行4小时。

金相试验和相位分析程序：垂直于其涂覆表面切割沉积物的样品，然后封装并抛光，显微横截面最初，观察到总放大75至200倍。被认为是样品代表的区域重新检查，倍率为500- 2000次。使用具有不同放大倍率的光学显微镜在垂直于处理过的表面的平面中制造横截面。通过使用扫描电子显微镜检查（SEM）研究了涂层的金相检查。

在涂覆样品厚度表面后，平板金属样品的材料具有以下尺寸40mm×20mm×1.4mm，使垂直于扫描方向的横截面。在附图或任何附加文件上可列举待施加的涂层厚度（用扁平砧座摩擦仪测量），粘合涂层的最小厚度为0.05mm，对于顶涂层为0.3mm。

X射线衍射（XRD）用于相位鉴定和定量相位分析研究。通过使用X射线衍射（XRD）和光谱技术电子衍射X射线（EDX）来分析基材的定量鉴定。用X射线衍射计鉴定涂层的相组合物（西门子D500.Karisruhe，德国），使用CuKα辐射，扫描步骤0.02O和1.2秒的步进时间。使用250gMAl2O3腐蚀，粒径为45-90μm，用离心促进剂进行侵蚀试验。标本用固定角度附着在离心式边缘上。平均粒子速度为50米/秒。

微硬度试验：使用相同的微硬度测试仪使用具有30克载荷15秒的微维克机的微维氏机械测定处理和未处理表面的微硬度。确定不同地区的血浆热喷涂过程后的硬度用于表面处理的样品。没有等离子体热喷涂涂层的样品用作参考基材。维氏微型硬度试验用于负载3N下的涂层测量（例如HV_3.为3N载荷下的维氏数)，描述单个片层的显微硬度。商业上可获得的测试程序流动的正常程序(例如ASTM E-384- 73标准)。

拉伸粘接试验：拉伸结合强度测量采用ASTM 633- 96(或DIN 50160)标准。采用牵引试验机对喷涂涂层的粘接性能进行了测试。安装必须允许执行测试垂直于涂层表面,和负载应用程序速度是常数,0.8到1.2毫米/分钟。粘结强度值或应力断裂断裂之间的比例加载和焊接表面,这是表达Mega-Pascal (M Pa)。单层涂层的厚度要求为150 ~ 200 μm。

接收涂层的表面制备条件必须与在物品上施加的那些相同。胶合表面必须脱脂，喷砂和粉碎。使用FM 1000环氧聚酰胺膜胶（美国氰酰胺）或等同物使用胶合过程。

摩擦磨损性能测量:通过使用图3中所示的设定和应用下列等式可以找到动态摩擦系数的确定：

$${\mathrm{\mu .}}_f＝\frac{F_{（T）}}{F_{（N）}}$$

哪里f_(T)是摩擦力和f的力量_（n）是压力的力量。

滑动，旋转和轧制时有三种不同的摩擦是摩擦。

研究了热喷涂涂层的基本磨损机理，主要是粘着磨损、磨料磨损和冲蚀磨损。使用APS技术喷涂的氧化物涂层已经过测试，可防止两体磨损。采用APS技术喷涂氧化锆涂层，对320级碳化硅纸进行了耐磨试验。在23公斤负荷下进行的磨损试验。进给速度过高会导致硬度和耐磨性下降。这一现象是由于未熔化的晶粒的存在，它随粉末进给速率的增加而增加。这些颗粒在磨损条件下很容易去除。

耐腐蚀性测试：线性偏振和电位动力学（潜在动力学）技术用于确定腐蚀速率以及标本的腐蚀行为。这些实验使用图4中所示的Autolap PGSTAT 30进行。使用：通过：线性偏振技术进行加速腐蚀实验，通过使工作电极进行25mV以下和高于腐蚀电位（E_corr）以0.1mV / sec的扫描速率。腐蚀电流（1_corr因此，腐蚀速率（Cr）可以与电位与电流图（ΔE/ΔI）的斜率有关，称为偏振电阻（R_p)，并简单地由1_corr= B / RP，其中B是常数。通过将扫描速率从-100mV下方扫描1mV / s的扫描速率从ECorr至1000mV的扫描速度扫描，进行电位动力学偏振试验_corr．研究了等离子热喷涂前后试样的腐蚀行为。

热膨胀和热循环试验：采用膨胀计(Adamel lhomargy SAS，型号DI- 24, France)在50 ~ 13000C的空气中进行了热膨胀研究和热膨胀系数TEC的测定。温度在5⁰c / min到10⁰C / MIN和停留时间在最高温度下从5分钟到5小时。

热障涂层在热循环试验中表现良好。涂层因热循环而失效取决于对其施加的应力以及基材与涂层的附着力和相互连接的强度。在图5所示的热循环设备中，对改进后的TBC的热循环阻力进行了研究。图5显示了一个夹具每转动一次加热和冷却站的位置。在加热站，用氧乙炔燃烧器加热样品。涂层的最高温度为1200℃⁰C，与燃烧器距涂层表面的距离(L)和燃烧器气体流量有关。在主冷却站，样品的前后被压缩空气冷却。在持有者的顶部位置有一个可选的正面冷却站，这只是在部分测试中使用。各系列试验参数见表5。只有在一定的循环次数后才使用额外的冷却。当10%的涂层剥落时，目测涂层被判定为不合格。涂层表面温度由基于高温计的热摄像机(Therma Cam PM 595 FLIR系统，波特兰，OR，美国)测量。

表5：TBC热循环试验的合适参数。

孔隙度及孔隙分布:涂层材料的正常方法（例如，美国B 328-73）似乎非常适合测试热喷涂涂层。

用市售的汞侵入孔隙率计测试孔隙率[14]。该方法包括将样品抽空并浸入低压下汞，然后加压汞，并确定一系列压力和相应的侵入汞。该方法使得能够确定总孔隙率和孔径分布。孔隙率影响涂层的许多机械和物理性质。最后，在许多情况下测定孔隙率能够预测喷涂材料的其他性质。

热扩散性测试：热扩散率，（α）用激光闪光装置θ（Theta Industries Inc.，华盛顿州港，纽约，美国，美国）中测量（0.01Pa）。在270℃的温度范围内的许多不同温度下进行测量，高达1200℃。每次温度报告测量五次，以统计原因。在评估热扩散率之前，使样品表面不透明，在前面和近脸上涂上薄层胶体石墨。

具体热试验：具体的热量，CP，测量由差示扫描量热计DSC404C（Netzsch-Gatebau GmbH，Selb，德国）进行。扫描速率在270℃的温度范围内为150℃/ min，高达1200℃。使用氧化铝或铂坩埚在空气中和氩气氛中进行测量。独立涂层样品的重量约为100毫克。对于每个样本，进行三个随之而来的测量循环以降低测量的统计误差。

表观密度测试:通过描述的方法进行表观密度和流量能力的测量。通过ASTM标准B 329-76 [15]和B 213-83 [16]接受。密度测量由称量填充校准体积杯（25cm 3）的粉末样品，流动能力测定由测量流出50-GM所需的时间。来自校准孔漏斗（2.54mm）的漏斗样品。

热导率计算:导热系数λ，用下式计算:

$$\mathrm{\lambda .}＝C_p\times \mathrm{\alpha .}\times \rho$$

在100时计算导热率值⁰温度范围为27℃⁰c到1200.⁰C，对于这些温度点，扩散数据从原始数据插值[17]。

杨氏模量测量程序（超声波测试）：A free-standing plate (or bar) is prepared by spraying a coating of low TEC (e.g. zirconia stabilized magnesia or nickel-aluminum) on a previously heated metal mandrel of high TEC (e.g. aluminum), the coating is detached after coaling down without any effort.

年轻的模量可以使用动态方法来确定。超声波方法特别适合测试小型独立板[18]。该方法包括在样品（小型独立板）中产生振动，并通过使用弹性模量的现代超声波测试仪来确定它经常（通过预置J.W.Lemmens-Elektronika NV，Leuven，Belgium）。频率取决于形状，密度和杨氏模量，可以通过合适的数学处理来找到。

热处理涂层的微观组织与相分析研究:多晶体具有复杂的微观结构，由谷物，晶界和孔组成。因此，控制烧结体的物理性质的微结构参数是晶粒尺寸，晶界厚度，孔的尺寸和数量，以及它们的几何分布。烧结材料中的烧结添加剂（例如MgO）倾向于在表面或沿晶界中隔离。因此，第二阶段的量和分布也是确定烧结体的物理性质的重要因素。

由于高温暴露，通过图像分析确定通过图像分析确定的总孔隙率降低了60-70％。表6中提出了孔隙率和机械性能结果。在SPER界限下，烧结在ZrO2-MgO顶涂层上的烧结对ZrO2-MgO顶涂层的效果。在ZrO2颗粒和基质之间观察到连续界面，并且似乎没有分离和空隙，这表明两种成分之间的优异润湿和粘附性。通过喷涂涂层的图像分析确定的TBC系统的ZrO2-MgO顶部涂层的总孔隙率降低了60％。但ZrO2-MgO顶层的开放孔隙率，由市售的汞侵入孔隙瘤或Archimedes的方法确定，在热处理之前和之后仍然相当含量。烧结收缩似乎没有影响开放的孔隙率，汞孔隙率测定结果没有明确的证据表明，减少了非常细腻的毛孔或微裂纹。

表6：炉处理过程对TBC涂层性能的影响。

加热的ZrO2-MgO涂层的孔隙率难以测量和解释，因为M-ZrO2的迹线的目的使得结构略微脆。此外，MgO沉淀物，它们是光学显微照片中的黑斑，复杂图像分析。

磷酸铝密封Zro的微观结构研究₂-MGO涂料：通过SEM研究了密封涂层的微观结构，了解与磷酸盐密封相关的粘合和强化机制。通过SEM显微图示出了在表面附近的磷酸铝磷酸盐密封到（用氧化氧化镁顶部涂层稳定的氧化锆）涂层，图7中的铝磷酸铝密封涂层的EDX结果表7和图8中。assprayed涂层显示富含铝制的地区在涂层微裂缝中。

表7:Al Po的EDX结果₄密封zro.₂-mgo涂料。

它发现，通过两种不同机制的磷酸盐密封结果强化，化学键合可以是由于化学反应键合涂层材料和密封剂或/和粘合剂结合可能是由于结构缺陷中的浓缩铝磷酸盐的形成

涂层[19,20]。但是磷酸盐密封剂，穿透Zro的层间裂缝₂-MgO涂层，存在于扫描电镜。高倍扫描电镜图像显示涂层/密封胶界面没有可见的反应层，因此可以认为此处的粘结主要是基于胶粘剂的粘结机理。因为在我们早期的[21]研究中，我们发现，在邻磷酸密封ZrO的情况下₂-MGO涂层，密封剂也是无定形形式，但在涂料和密封剂之间的化学键合的结果是邻磷密封的强化。并且从磷酸盐密封涂层的XRD分析中，除了从表面除去额外的密封剂之后制备，结果鉴定了透明磷酸锆（ZRP₂O₇）Zro的峰值₂XRD相分析结果提出了-MGO涂层，表8和图9。可以预期相同的反应也可以在裂缝和毛孔中进行，但体积较小。这些结果表明，由于涂料和密封剂之间的化学反应，磷酸盐密封件的强化是由两种不同的机制，化学粘合机制，它们还指示由于在结构缺陷中形成浓缩磷酸铝磷酸铝而导致的粘合剂结合机构涂层。

表8：磷酸铝密封ZrO的定量XRD物相分析结果₂采用表面涂层。

Zro的密封₂-MgO的磷酸铝可以给出如下公式:

ZrO₂（MgO）+ 2al Po₄（密封过程）ZRP₂O₇（MgO）+ al₂O_3.

Q开关ND-YAG密封Zro的微观结构研究₂-MGO涂料：喷涂层的孔隙率和微摩擦可以在一定程度上适应涂层和基体的热循环阻力和差动膨胀系数。然而，最好密封表面以减少或消除腐蚀性气体和液体的进入。这种密封已使用脉冲激光密封进行了检查，可以提供短波长和短脉冲持续时间，允许在低反射率和只有几微米深的浅层影响区有效的能量耦合。脉冲频率和导线速度是不同的，和其他工艺一样，首先通过金相检验进行优化。

X射线分析用于比较激光治疗前后的喷涂涂层的X射线衍射结果（相位鉴定和定量相分析），如图10和表9所示。X射线衍射结果表明激光处理后的喷涂涂层增加了晶体宽度，并且不再存在无定形相。因此，由于聚结晶体中的四边形颗粒存在，氧化锆稳定的氧化锆的高强度和高韧性。

q开关Nd-YAG脉冲激光密封ZrO的微观结构₂SEM研究了几微米深的mgo表面涂层，图11。这项研究阐明了激光密封渗透到涂层的过程，产生了更好的理解表面改善。激光封严过程中，在少数微米(50 μm ~ 100 μm)内的封严层高度致密，晶粒细化，但形成一些封闭的孔隙。激光封层的总孔隙率降低了90%。

通过显微硬度测试和耐磨性测试对力学性能进行了表征。

微硬度结果：由于磷化密封，涂层显微硬度从190 HV3提高到228 HV3。激光密封使涂层显微硬度从190 HV3提高到342 HV3。磷酸铝密封胶改善了层状结构的结合，提高了磷酸盐密封涂层的显微硬度。激光熔覆层(50 ~ 100 μm)与块体陶瓷熔覆层相近，不存在气孔、微裂纹或溅射边界等薄弱环节降低显微硬度。

摩擦磨损效果:仅对ZrO进行了磨损试验₂采用表面涂层。由于磷酸盐（或激光）密封，硬度和耐磨性增加。

磨损试验的结果符合耐腐蚀性测试结果。磷酸盐密封涂层显示出优异的耐磨性，减少80％的重量损失低于参考涂层。但是，在该测试中，激光密封Zro₂-MGO涂层比磷酸盐密封涂层更耐磨;只穿了融化顶层的一小部分。图12示出了参考和密封Zro中侵蚀磨损痕迹的显微照片₂-mgo（顶层外套）涂层。

改性耐腐蚀性和相应的维氏硬度调查：实验得到的线极化电磁参数及相同喷涂条件下毛坯、参考试样和改进试样的维氏硬度如表10所示。

激光密封Zro下的热等离子体喷涂保护的最高维氏硬度和效率₂- 改性涂层条件的MGO，量为247 HV_3.99.5％。然而，硬度和效率取决于由于密封的顶部涂层的施加的激光密封在几微米中是高度密度的，用在激光密封过程中形成的一些封闭孔精制晶粒。通过激光密封Zro下的等离子体喷涂保护，Ni基超合金基材的腐蚀速率大大降低₂-mgo涂层。

热膨胀和热循环改善：热膨胀是不匹配菌株的最常见的源，尤其重要的TBC。Nisubstrate的测量Tec约为18×10^-6K^-1镍铝粘合涂层约为14.9 x 10^-6K^-1．混合的氧化物/金属层（陶瓷用合金）由组合65wt％Zro组成₂- MgO（65wt％Amdry 333粉末，用于顶层涂层），具有35wt％Ni-Al（用于粘合涂层的35wt％Amdry 956粉末），它们对应于Amdry 341，在前一种空气等离子体上热喷涂在层（粘合涂层）下降低Ni-Al键涂层的TEC差异（14.9×10^-6K^-1）Zro的Tec₂-MGO面漆（9.5×10^-6K^-1)．因为,选择的混合氧化物/金属层降低焊接点的数量之间的联系,在黏合层温度成为困难的方式转移到提供优秀的确认(即低导热系数)和优秀的氧化反应,以及锚定函数来提高附着力所应用的ZrO₂采用表面涂层。用合金的陶瓷混合的测量TEC约为12×10^-6K^-1这靠近粘合涂层和顶部涂层，这导致减少残余应力的产生。

TBC在热循环试验中进行了可信的。通过热循环涂层失效取决于施加的应力和基板粘附的强度和涂层的相互作用。使用“转盘”（或卷轴）在几种涂料系统上热循环试验，其中最高温度在1200处固定⁰C为20秒，强制冷却至250^o保持20秒。在这里使用的测试类型中，涂层失效是由于加热和冷却步骤中高温梯度产生的应力造成的。在此基础上，更容易比较各改性TBC结构的纯热循环抗力和应变容限性能。每种类型的4个试样进行了测试，并对每个试样进行了剥落循环次数的记录。

在改进的TBC的允许实现最佳热机械性能的关键参数中，允许实现最佳的热机械性能（在500次循环中显示出可见的分层或破裂）是给出最佳熔融状态控制的最佳参数喷涂过程中的涂层，使用稳定的氧化锆耐受TBC的热循环，在施用期间，使用NTA工艺在样品表面上实现高粘合强度，APS键粘合涂层在1150次扩散热处理2小时⁰C和800持续24小时⁰C为了实现最佳的粘合强度，将氧化物/金属的混合在800℃下闭合到粘合涂层和顶层涂层4小时，以将杨氏模量（e）从91g pa增加到135g pa。这是提高施用稳定的氧化锆的粘附（Zro₂-MGO）顶部涂层，并在热循环试验期间减少残余应力的产生，以及激光（或磷酸铝）密封Zro₂-mgo（顶层外套）涂层。在测试系列期间涂料中发生了一些微观结构变化。在不同循环之后的未处理过的涂层和处理过的涂层的光学微观结构（SEM）在图13A-J中介绍。

在400次循环后显示出水平和垂直裂纹的参考涂层（即，用最佳条件喷洒的TBC）表明涂层分层过程已经开始。水平裂缝

500次循环后，发生粘合涂层的略高于粘合涂层和顶层涂层之间的TEC体积大的差异，并在热循环试验期间增加残留应力的产生。在280个循环显示出明显的脱叠和裂缝后，纯氧化锆（非稳定氧化锆）涂层损坏。

改性TBC是激光（或磷酸铝）密封Zro₂-MGO顶层在测试中表现出优异的性能，抵抗500多个循环。在950次循环后，涂层剥离粘合涂层附近。在所有磷酸盐密封改性的TBC中，在相同模式中发生的故障和近一半的涂布面积以镰刀形式从样本的边缘分层。在这些情况下，涂层以这样的方式在陶瓷层内发生故障，即样品边缘的分层层的厚度较高。因此，可以在对应于密封剂渗透的深度处发生磷酸盐密封涂层的分层。在激光密封改性涂层中，在相同的模式下发生故障，并且仅剥离激光玻璃轨道外的段，激光，釉面区域保持不受影响，但在某种程度上，整个涂层在粘接附近剥离外套。

可以假设分段开裂，激光密封涂层结构对拉应力的耐受性优于压应力。在拉伸载荷下涂层裂纹可以打开，但在压缩时则不可能打开。然而，实际中的应力情况并不是那么简单，因为在TBC中总是存在一个温度梯度。在涂层中引起应力梯度。应力梯度产生的弯曲应力仍然增加了涂层薄弱点(如涂层边缘区域和TBC/粘结层界面)裂纹萌生和扩展的影响。分段裂纹和激光密封涂层的优点是，拉伸和弯曲应力不会像TBC的正常(参考)结构APS那样，在宏观尺度上直接积累到涂层中。

由于磷酸铝密封，热循环电阻显着恶化。磷酸铝密封涂层的故障模式。这些涂层在粘合涂层界面处不定期划分，但在圆圈的形式内被骨折。这些裂缝涂层件在标本边缘侧较厚，参考不规则的局部密封剂穿透和涂层致密化。

导热性调查：表11中存在两个连续测量循环（Cp（t），α（t），ρ）的计算的导热λ（t）结果。温度（t），特定的热Cp（t）和密度ρ数据对于每种类型的参考材料，在某些温度λ（t）计算的热导率也用于处理（改性的）涂层。

修饰过程对TBC的导热率有影响[22,23]。由于密封剂填充裂缝和孔，磷酸盐密封显着提高了导热性。在磷酸铝密封Zro的情况下₂-MGO改性涂层，磷酸铝的导热系数增加。激光密封Zro的效果₂-MGO改良涂层;密集激光密封顶层略微提高导热率。这种略微差异可以通过使宏裂缝不存在于激光密封区域中，并且在激光密封效果中没有Mg O沉淀，导致四方氧化锆的稳定阻止形成Meta-zirconia，达到90在几微米中的％是高度密度的，除了在激光密封过程中形成的一些封闭孔外，晶粒细化。烧结四边形的导热率为10个称为（四边形氧化锆聚晶-TZP）。通过史蒂文斯报告稳定氧化锆的导热率，静止于200℃至2.9W /（MK）[24]。

上下限的控制对材料的性能有一定的影响。随着喷涂粉末尺寸上限的增加，由于晶粒间的层间接触较差，产生了更多的低导热多孔涂层。

一些新的涂层方法已经发展，旧的方法得到了改进。介绍了新的分析工具。涂料的开发和评价是昂贵的，现在比以往任何时候都需要节约资源，优化测试程序，以及更广泛的信息协调传播。

在这项研究中，使用几个过程研究了TBC系统，以得出等离子体喷涂参数对涂层性能的影响，并得出从获得的数据，讨论和解释结果中生产高质量绩效的先进处理方法，可以得出结论：

1。镍基高温合金基体经热喷涂处理后，其耐蚀性能显著提高。

2。在基板和粘合涂层之间匹配的紧热膨胀值，在粘合涂层和中间涂层之间匹配并在中间涂层和顶部涂层之间匹配，其在循环温度试验中导致热阻挡基板明显更长。Since these layers were selected for lowering the number of welding points at the contact layers between them where the heat is become transferred in a difficult way to provide excellent TBC (i.e. lower thermal conductivity) and excellent oxidation reaction as well as anchoring function to enhance the adhesion of the applied top coat.

3.所做的工作已经致力于更好地理解涂层温度控制在热阻挡等离子体割炬工作条件以及粉末的涂布温度控制中的重要性：

4.Ni-Al键合外套和Zro之间的介绍（65重量％ZrO2-Mg O加35重量％Ni-A1）复合涂层₂-MGO顶层LED获得TBC显示致密的微观结构，均匀的颗粒，以及非常少的微结构缺陷。

5。减少热损失提高了效率，但提高了温度。因此，在阀门，活塞冠和气缸盖上需要热阻挡涂层。在Ni-Al键合涂层上用氧化镁如氧化锆如氧化锆如氧化锆等氧化锆，渐变和高达0.8mm的厚度，使用普通燃料对船用柴油机的活塞冠进行较好。低质量燃料含有与y反应的钒（v）₂O_3.或ZrO2中的CaO稳定剂并导致崩解。由于Mg O稳定剂更具抗性。

6。密封磷酸铝磷酸盐的渗透在表面附近的（用氧化镁顶部稳定的氧化锆）涂层伴随着两种不同的机制，化学键合（由于涂层材料和密封剂之间的化学反应）和粘合结合（由于形成胶合铝磷酸铝的结构缺陷）。

用氧化镁（顶部涂层）稳定的激光密封氧化锆伴随着晶粒精制和转化硬化涂层表面而不影响大部分涂层本身并且由于激光加热的局部性质而没有存在相移转变。