FeCrAl基高温抗氧化陶瓷涂层抗热震性能的研究

第３１卷第１期２０１０年３月

《陶瓷学报》

ＪｏＵＲＮＡＬＯＦＣＥＲＡＭＩＣＳ

Ｖ０１．３１．Ｎｏ．１

Ｍａｒ．２０１０

文章编号：１０００－２２７８（２０１０）０１－０１０１－－０４

ＦｅＣｒＡＩ基高温抗氧化陶瓷涂层抗热震性能的研究

李家科周健儿刘欣

（景德镇陶瓷学院材料科学与工程学院，景德镇：３３３００１）

摘要

采用陶瓷粘结相与ｃ聪０３制成料浆，在空气中１３００。Ｃ下熔烧制备ＦｃＣｒＡＩ基高温抗氧化陶瓷涂层。研究了分散相Ｃ鹏的添加量和涂层厚度对试样抗热震性能的影响。结果表明：当Ｃａ０３的添加量为５０％（质量分数，下同）、涂层厚度１００ＩＪ，ｍ和熔烧制度为１３００℃×６０ｒａｉｎ的条件下，涂层试样的抗热震次数可达１６次（室温＋—?１２００６Ｃ）。采用ＳＥＭ、高温热膨胀仪等测试手段对涂层试样的组织结构及性能进行表征，揭示了涂层组织结构与抗热震性能之间的关系。

关键词ＦｅＣｒＡＩ基体，陶瓷涂层，粘结相，抗热震性，组织结构

中图分类号：ＴＱｌ７４．７５文献标识码：Ａ

１前言

随着高新技术的不断发展，对材料性能的要求愈来愈高，由于工程机械，陶瓷生产辅助设备及构件等工作条件日益苟刻，要求材料具有耐高温、高温抗氧化、抗疲劳、抗热震以及耐冲刷等性能［１－８］。金属（合金）材料在高温隋况下具有强度高和良好的韧性和导热性，但抗氧化性较差；而陶瓷材料具有良好的高温抗氧化性及耐磨性。因此，在金属（合金）表面涂敷一层陶瓷材料，可以获得一种既具有金属（合金）的强度、韧性和导热性能，又具有陶瓷材料耐高温、高温抗氧化、耐磨、耐腐蚀等优点的新型复合材料，而具有良好抗热震性能是保证金属基陶瓷涂层材料得以应用的关键嘲。本研究针对陶瓷涂层的配方组成和厚度对其抗热震性能的影响加以考察，并对其结果进行了分析与优化。粘结相的配方组成如表１所示，其熔融温度为１２００℃。将Ｃｒｙ０３、陶瓷粘结相和水按一定质量进行配比，通过快速球磨制备成料浆，然后采用喷涂方式施于经过表面预处理的ＦｅＣｒＡｌ合金表面，经干燥后备用。涂层熔烧在普通的电炉中进行，先以１３。Ｃ／ｍｉｎ的升温速率升到８００ｑｃ，再以１７℃／ｒａｉｎ升温速率升到熔烧温度１３００＇１２、保温６０ｍｉｎ后自然冷却。

２．２试样的性能表征

用ＪＳＭ－－６７００Ｆ（ｆｉｅｌｄｅｍｉｓｓｉｏｎｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ＴＥＳＥＭ）场发射扫描电镜观察涂层，ＦｅＣｒＡｌ界面的组织结构；用ＲＦＺ－１型高温热膨胀仪测定涂层的热膨胀系数；采用急冷急热法检测涂层试样的抗热震性。具体方法为：将试样快速升温达到１２０００ｃ、保温１０ｒａｉｎ后取出风冷，然后再次放入１２００℃炉内加热，往返至涂层出现裂纹或剥落为止，计算其循环次数。

３结果分析与讨论

２实验

２．１试样的制备

添加不同ｃ蛾量的涂层试样界面ｓＥＭ照片如

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收稿日期：２００９－１１－０８

通讯联系人：李家科，Ｅ－ｍａｉｌ：ｊｉａｋｅｆｉ．ｊｃｉ＠１６３．伽

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