第十四届全国表面工程大会

孔隙结构是影响多孔热障涂层（TBCs）性能的重要因素。然而，传统的大气等离子喷涂难以控制孔隙的几何特征和分布。在本研究中，通过在等离子共喷涂过程中输送造孔剂，制备了一种新型多孔TBCs，其包含多孔嵌入颗粒簇（PEPC）和致密基体。与此同时，通过调整喷涂参数得以控制PEPC的几何特性，从而在这种新型多孔TBC中获得可控的孔结构。此外，采用图像处理技术结合数理统计分析了PEPC形貌与沉积参数之间的关系。通过实验和有限元模拟，阐明了孔隙结构对TBC热机械性能的影响。结果表明，本研究中获得的TBC的总孔隙率主要集中在10.35%至18.33%之间，PEPC面积分数为0%至14.22%。随着成造孔剂进料速率和等离子喷枪移速的增加、光栅扫描步长的减小，PEPC区域逐渐从小的类圆形结构转变为大尺寸的梭形结构。这些梭形PEPC具有更大的周长和长径比。模拟结果表明，这种特殊的结构可以有效地提高TBC的隔热能力，但会产生更大的弹性模量。
 

热障涂层,结构优化,大气等离子喷涂,有限元模拟,热机械性能