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Y2O3?稳定的?ZrO2(YSZ)涂层具有高温隔热性能好、高温下相稳定、耐冲刷等特点,已在燃气轮机热端部件、涡轮叶片等高温工况部件中获得广泛应用。本文采用四因素三水平正交试验研究了喷涂距离、喷涂功率、送粉率及基体预热温度对?ZrO2?涂层结合强度、孔隙率和弹性模量的影响规律,对工艺参数进行了优化,并研究了送粉角度及粉末特性对?ZrO2?涂层组织、性能及沉积率的影响规律,最后对涂层进行了抗热震性能测试,对涂层的失效形式进行了初步分析。结果表明,喷涂距离和功率对涂层结合强度和孔隙率的影响最大,随着喷涂参数的变化,ZrO2?涂层的结合强度与孔隙率呈现相反的变化规律。喷涂距离从?65mm?增加到?150mm?时,涂层的结合强度从?56.7MPa?降低到?44.4MPa,孔隙率从?5.53%提高到?7.57%,沉积率从?30%降低到?11.3%;喷涂电流从?500A?提高到?650A时,涂层结合强度从50.3MPa提高到59.6MPa,孔隙率从7.75%降低到6.9%,沉积率从?29.2%提高到?44.8%;等离子气体流量从?40? L?min-?1?增加到?80? L?min-?1?时,沉积率从39.6%降低到25.0%,但对涂层结合强度和孔隙率的影响比较复杂。对三种相同厚度,不同显微组织的?ZrO2?涂层进行抗热震性能试验,发现孔隙率为6.78%±0.94,孔隙平均大小为22.8μm2??,大部分孔隙在30μm2??左右的涂层抗热震性能最好(12?次);孔隙率为?10.0%±1.8,孔隙平均大小为?36.0?μm2?,?大部分孔隙在50-80μm2??的涂层抗热震性能最差(6次)。随着送粉角度从75°~105°变化,涂层的孔隙率从3.98%提高到4.14%,结合强度从58.1MPa降低到51.6MPa,沉积率从?41.6%降低到16.7%。在相同的喷涂工艺下,用团聚烧结?ZrO2?粉末(A&S)制备的涂层孔隙率最低(4.09%),结合强度和沉积率最高(58.2MPa和40%),用纳米团聚?ZrO2?粉末(A&N)制备的涂层孔隙率最高(6.31%),结合强度和沉积率最低(50MPa?和?25%)。用烧结破碎?ZrO2?粉末(S&C)制备的涂层抗热震性能最好(14?次),用团聚烧结ZrO2?粉末(A&S)制备的涂层抗热震性能最差(3次)。