《表1 7A04铝合金的元素成分[19]》

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《等离子喷涂Mo/8YSZ功能梯度热障涂层结构优化与热力耦合模拟计算》

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图1为等离子喷涂的物理模型，等离子喷涂的试样模型选用高度为8 mm、直径为12.5 mm的圆柱体，在圆柱体上表面喷涂热障涂层，由于涂层的形貌周期及基体尺寸远大于涂层的厚度，故将等离子喷涂的问题简化为平面应变问题[16]，如图1所示，选取圆柱体中轴线和圆柱底面圆直径两者所在平面的1/2进行建模分析。基体材料为7A04铝合金，其主要元素成分如表1所示。基体上方喷涂功能梯度热障涂层：陶瓷面层材料选用8%氧化钇部分稳定氧化锆（8YSZ），该材料具备熔点高、热导率低以及硬度高的特性，可实现涂层优异的隔热性、耐烧蚀性及抗冲刷性能[17]。为了实现更优异的热防护效果，在粘结底层的选择上不倾向于使用MCrAlY材料（熔点≤1300℃，M为Ni、Co），而选用熔点高达2620℃的纯钼金属（Mo），该金属还具备弹性模量高、膨胀系数低和自粘结性性能强等诸多优良性能[18]，采用Rigaku D/max-3c型X射线衍射仪（X-ray diffraction，XRD）对Mo涂层的物相结构进行分析，如图2所示，Mo涂层未出现明显氧化情况。过渡层材料选用50%Mo与50%8YSZ的混合材料。定义涂层单层沉积的厚度为20μm，粘结层喷涂n1层，陶瓷层喷涂n2层，过渡层喷涂n3层。