功能梯度涂料的关键综述: 方法、性能和挑战(1)( 五 )



图10 (a)基材上HVOF热喷涂方法的示意图 , (b)-(c)(b)双相材料的SEM显微照片 , (c)通过两种不同热喷涂工艺的FG涂层 , 以及(d)粘结强度 。
在设计功能梯度薄膜时 , 设计者应考虑平衡硬度和应力因素 。 在铝基体上喷涂铝/工具钢FGC减少了所需的涂层数量 , 并提高了硬度、沉积密度和残余应力 。 WC-Co/NiAl FGC在恶劣条件下保护基材免受磨损和腐蚀 。 由于使用弯曲工艺将喷涂过程中累积的应力降至镍铝(NiAl)丰富层中 , 因此厚层的结构失效风险降低 。
Al2O3-NiKr等环境阻隔涂层(EBC)的耐初始极化性能远优于同质涂层 , 因为它们具有优异的腐蚀稳定性 。 FGM-EBC具有比双重或均匀涂层更高水平的机械特性 , 且张力较小 。 在较高温度下进行的盐腐蚀试验表明 , 涂层中没有硫、氯化物和高碱性痕迹的迹象 。 TGO 8层FGC的密度比其他TBC结构低 , 因为其上表面陶瓷密度更大 。 TGO厚度随陶瓷涂层厚度的增加而减小 。 TBC试样黏附能力随保护涂层厚度的增加而下降 。 图11显示了单层(SL)、双层(DL)、FGC 4、FGC 8和FGC 12层的表面涂层和结合层之间形成的TGO显微图 。

图11 a)SL , b)DL , c)FGC 4 , d)FGC 8 , e)FGC 12中形成的TGO的SEM显微图 。
通过100%WC-Co上涂层的HVOF涂层 , 有效地使用瞬态金属结合膜来防止PMRII/WC-Co层中的缺陷 。 需要确定该结合层的厚度和累积功能对涂层抗侵蚀性的影响 。 图12显示了热循环氧化铝和FGC 8以及CYSZ和FGC 8试样的初始粉末、喷涂涂层和涂层的相分析 。

图12 a)氧化铝和FGC 8试样的初始粉末、喷涂涂层和热循环涂层的XRD分析 , b) CYSZ和FGC 8试样 。
来源:A critical review on functionally graded coatings: Methods properties and challenges Composites Part B: Engineering doi.org/10.1016/j.compositesb.2021.109278
参考文献:30 Years of functionally graded materials: an overview of manufacturing methods Applications and Future Challenges Compos B Eng 201 (2020) pp. 1-46 10.1016/j.compositesb.2020.108376


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