等离子喷涂氧化锆涂层的微观结构与性能预测分析

"这篇文献是关于等离子喷涂氧化锆涂层的综合微观结构分析与预测性性能建模。文章发表在2003年的Acta Materialia杂志上，由A. Kulkarni等人撰写，涉及了纽约州立大学、国家标准与技术研究所、马里兰大学和德国能源系统研究所的研究成果。研究主要关注通过小型角中子散射(SANS)数据定量分析等离子喷涂的部分稳定氧化锆(PSZ)涂层的微观结构（如孔隙率、开口尺寸、取向和形态），以更好地理解处理-微观结构-性能之间的关系。" 文章详细介绍了等离子喷涂技术在制备氧化锆涂层中的应用，这是一种常用的高温防护和耐磨涂层工艺。等离子喷涂利用高速热能将粉末材料熔化并喷射到基体表面形成涂层，这种过程对涂层的微观结构有显著影响，进而决定了其最终的机械性能和耐蚀性。 等离子喷涂的氧化锆涂层，特别是部分稳定氧化锆(PSZ)，因其优异的耐热震性和良好的机械性能，在航空、航天和能源领域有广泛应用。PSZ中的微观结构包括晶粒尺寸、孔隙率、晶界性质以及颗粒间的结合状态，这些因素直接影响涂层的热稳定性、断裂韧性以及与基体的结合强度。 本文的重点在于使用小型角中子散射(SANS)技术进行微观结构的量化分析。SANS是一种非破坏性的表征工具，能够揭示纳米至微米尺度的结构信息，如孔隙的大小、形状和分布，这对于理解涂层的孔隙率对其性能的影响至关重要。此外，通过对颗粒取向和形态的分析，可以预测涂层的热膨胀系数、热导率等关键性能指标。 研究人员通过SANS数据建立了微观结构与涂层性能的模型，这有助于优化喷涂工艺参数，以获得具有理想性能的PSZ涂层。这种基于微观结构的预测性建模对于材料设计和涂层工程具有重要的指导意义，可推动等离子喷涂技术的发展，提高涂层的质量和服役寿命。 这篇研究工作深入探讨了等离子喷涂氧化锆涂层的微观结构特征，并通过SANS技术进行了详细的定量分析，建立了微观结构与性能之间的关系模型，为未来优化涂层性能提供了理论基础和实验依据。