在金属基体表面制备陶瓷涂层作为高温保护热障涂层(TBCs)可获得很好的效果,但会出现因基体金属的过度氧化而造成涂层失效的现象.在QT500基体上采用化学镀方法制备Ni-P合金镀层,并在有镀层与无镀层基体上依次采用超音速火焰喷涂(HVOF)制备Ni Co Cr Al Y黏结层和等离子喷涂(APS)制备Zr O_2-8%Y_2O_3(8YSZ)陶瓷层.采用热循环方法评定不同结构热障涂层的抗热震性能,并探讨其热震失效机理.结果表明:镍磷(Ni-P)镀层可显著提高热障涂层的抗热震性能;无Ni-P镀层试样热震失效形式为大面积整体剥落,含Ni-P镀层高温涂层热震失效形式为边角局部剥落;Ni-P镀层抑制了基体金属与黏结层之间元素的互扩散行为.
分别采用超音速火焰喷涂（HOVF）和等离子喷涂（APS）在QT500球墨铸铁基体上制备Co Ni Cr Al Y粘结层（BC）和8YSZ陶瓷隔热层（TC）,研究了试样在1050℃高温环境中经过2.5、8、15、50、100 h恒温氧化后体系的应力情况。利用扫描电子显微镜（SEM）对热生长氧化物（TGO）的微观形貌进行观察与分析,并用拉曼荧光光谱仪（RFS）分析了其应力的分布及变化规律,并通过力学模型进行了残余应力的数值计算。结果表明：由陶瓷层与粘结层之间的热失配而导致TGO中产生残余压应力,其最大值范围为1.9557-1.9603 GPa;残余压应力在高温氧化初始阶段逐渐减小,至15 h达到最小值,随之逐渐增大后趋于稳定;在恒温阶段,θ-Al2O3转变为α-Al2O3所引起的体积收缩是TGO中残余应力减小并趋于稳定的直接原因。
为了研究氧气-空气混合助燃超音速火焰喷涂过程中预混气体当量比对焰流特性的影响，基于FLUENT软件建立了焰流的计算流体力学（CFD）模型．运用有限元软件LS-DYNA来研究不同粒径Ni60粒子的撞击行为，并与粒子截面的 SEM 形貌进行了对比．结果表明：合理的丙烷和全部氧气的当量比应小于1.2；在燃气过量时，焰流中过多的N2会引起熄燃；与基体结合较好的粒子尺寸为20～40,μm；粒径小于20,μm的粒子速度高，回弹力大，与基体结合力差；粒径大于50,μm的粒子速度低，熔化不充分，粒子与基体结合面缺陷较多．
