高温热循环对不同结构YSZ涂层隔热性能的影响

研究了高温热循环对不同结构YSZ涂层隔热性能的影响。结果表明:相对于亚微米YSZ涂层的细密柱晶结构,纳米YSZ涂层内有明显的层状结构和未熔颗粒存在,这利于降低涂层的热导率和提高涂层的隔热性能。在1100℃时,喷涂态的纳米涂层的热导率低于亚微米涂层,其中,SAPS(超音速等离子喷涂)的纳米涂层的热导率最低(1.41W·m~(-1)·K~(-1))。经过7次热循环后,APS(大气等离子喷涂)微米涂层的热导率升至最高(4.91 W·m-1·K-1),而SAPS(超音速等离子喷涂)的纳米涂涂层热导率则降低至0.92 W·m~(-1)·K~(-1)。热循环初期,APS涂层隔热效果均高于SAPS涂层;热循环过程中,SAPS涂层的隔热温度升高,而APS涂层的隔热温度则下降。涂层的热导率与隔热变化趋势保持一致。     

等离子喷涂热障涂层的隔热性分析

采用大气等离子喷涂方法制备不同类型的氧化钇部分稳定氧化锆热障涂层：传统涂层、纳米团聚粉末制备的纳米涂层和空心球粉末制备的空心球涂层。通过扫描电镜、透射电镜、压汞仪和激光脉冲法观察和测试各种涂层的组织形貌、空隙分布和导热系数,并在相同条件下测试各种涂层的隔热性能。结果表明：纳米涂层空隙率最低,内部孔洞细小。空心球涂层组织相对疏松,内部层片更薄,有最高的空隙率和最大的平均空隙大小。传统涂层介于二者之间。纳米涂层和传统涂层均表现出双态空隙大小分布。涂层的导热系数均随着温度的上升而升高。传统涂层的热导率最高,纳米涂层与空心球涂层的热导率相接近。纳米涂层具有最好的隔热性能,空心球涂层接近纳米涂层的隔热效果。隔热效果与涂层厚度呈线性关系。随着厚度增加,导热系数低的纳米涂层和空心球涂层的隔热效果增长幅度高于传统涂层。     

提高等离子喷涂热障涂层隔热性能的方法

为进一步提高等离子喷涂热障涂层的隔热性能,对陶瓷材料的导热理论及热障涂层的热导率进行了研究.提出了包括寻求新型热障涂层陶瓷材料、添加掺杂剂、制备纳米涂层及双陶瓷层热障涂层等能够改善等离子喷涂涂层隔热性能的方法;并指出,采用等离子喷涂技术制备带颜色的稀土锆酸盐纳米双陶瓷层热障涂层,将会进一步改善热障涂层的隔热性能.     

等离子体喷涂纳米结构热障涂层微观组织及性能

以纳米结构氧化钇部分稳定的氧化锆热喷涂粉末为原料,采用大气热等离子体喷涂法制备了纳米结构热障涂层。利用扫描电子显微镜和X射线衍射仪对粉末原料及涂层的微观组织和结构进行分析,并对涂层的结合强度及热导率进行测定。结果表明,纳米结构热障涂层具有优异的性能,热导率为1.1 W/(m.K),界面结合强度为47 MPa。并分析了涂层纳米结构组织对涂层性能的影响,明确了优化涂层微观组织结构和提高涂层性能的具体方法。     

等离子喷涂常规和纳米ZrO2-7％Y2O3热障涂层隔热性能

采用等离子喷涂工艺在TiAl合金表面制备常规和纳米ZrO2-7％Y2O3(质量分数)热障涂层,分析了两种涂层的组织结构,并对其隔热性能进行了比较.结果表明,等离子喷涂常规热障涂层呈典型的层状堆积特征,而纳米涂层为特殊的两相结构.相对于常规涂层,纳米涂层有较好的隔热性能;在1100℃时,等离子喷涂常规及纳米涂层的隔热温度分别为83、127℃.     

新型热障涂层用陶瓷材料及涂层性能计算机数值模拟研究进展

随着先进涡轮发动机性能的进一步提升,寻求低热导率、高热膨胀系数的新型陶瓷材料已经成为热障涂层领域的研究热点。计算机数值模拟在新型陶瓷及其涂层性能研究方面发挥了重要作用。综述了新型热障涂层陶瓷材料相结构、热物理性能、力学性能和对应涂层隔热性能、涂层有效热导率及涂层热应力等几个方面国内外计算机数值模拟研究成果,并指出了以上几个方面计算机数值计算研究存的不足。未来材料物理性能计算应当多研究元素掺杂及新材料相结构随温度和压力的变化关系,开发新的数学模型提高热导率、热膨胀系数及各种力学性能参数的计算精度。涂层的隔热性能和有效热导率方面应当进一步系统化,将各种涂层结构、涂层显微组织、材料组成及导热方式的影响考虑在内,开发新的计算方法并提高计算精度;涂层的冲击和残余热应力计算中未引入基体条件(材质、尺寸、粗糙度、温度)、涂层结构、界面形貌、涂层缺陷、单层厚度、服役环境等方面的影响,并应注重与实验结果进行对比。     

等离子喷涂和激光熔覆热障涂层隔热性能比较

采用多种方法制备不同类型的Al2O3-13％TiO2热障涂层,即等离子喷涂常规涂层、纳米结构涂层及激光熔覆纳米结构涂层．在分析三类涂层微观组织的基础上,对其隔热性能进行了比较．结果表明,即等离子喷涂常规陶瓷涂层呈典型的层状堆积特征,纳米结构涂层都为特殊的两相结构,其中部分熔化区由类似的残留纳米粒子组成,等离子喷涂纳米结构涂层的完全熔化区为片层状结构,而相应的激光熔覆涂层的完全熔化区则为细小等轴晶．在相同条件下,等离子喷涂纳米结构热障涂层具有最好的隔热性能,而激光熔覆纳米结构涂层的隔热性能要好于等离子喷涂常规涂层．     

超音速等离子喷涂粒子飞行特性对纳米YSZ涂层性能的影响

采用超音速等离子喷涂(SAPS)制备不同工艺条件下的纳米结构涂层,用Spray Watch-2i在线测试等离子射流中熔融粒子飞行速度及表面温度,用扫描电镜及透射电镜表征微观结构,测量显微硬度、断裂韧性,用自制隔热试验平台测量隔热温度,研究飞行粒子熔化状态对纳米结构涂层组织及性能的影响。结果表明YSZ纳米涂层粒子温度速度分为三个区域:高温高速区(SAPS High T-V),中温中速区(SAPS Medium T-V),低温低速区(SAPS Low T-V)。纳米涂层未熔颗粒随熔融指数增加而减少,隔热温度随熔融指数增加而降低。涂层未熔颗粒和孔隙含量增加时,显微硬度降低;中温中速区域涂层断裂韧性最高,有良好的综合性能。三个区域的纳米涂层服役后未熔颗粒和孔隙率都有所降低,隔热温度也降低。     

等离子喷涂常规和纳米8YSZ热障涂层的性能

分别采用了常规微米和纳米8YSZ粉末使用大气等离子喷涂系统进行热障涂层的制备,研究了涂层的结合强度、微观结构、常温热导率、折弯性能,试验结果表明:纳米涂层的结合强度要低于常规8YSZ涂层,但涂层的热导率、弯曲性能均优于常规8YSZ涂层.     

纳米氧化锆热障涂层制备工艺对导热性能的影响

研究等离子喷涂参数对纳米氧化锆涂层组织结构与涂层热导率的影响,分析涂层中孔隙的形成机制以及孔隙率与涂层热导率的关系.结果表明:在所选用的参数中,氧化锆涂层孔隙率随喷涂能量升高而降低,最低可达8%;并且大孔隙减少;氧化锆涂层600 ℃的热导率随孔隙率的增加而降低,最低可达0.633 W·(m·K)~(-1).     

INFLUENCE OF TOP TEMPERATURE OF THERMAL CYCLE ON THERMAL STRESS/STRAIN AND THERMAL FATIGUE BEHAVIOR OF PURE IRON

１．ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＦｉｇ．１　ＴｈｅｒｍａｌｆａｔｉｇｕｅｔｅｓｔｍａｃｈｉｎｅｗｉｔｈＯｕｔｅｒｃｉｎｓｔｒａｉｎｔＴｈｅｄａｍａｇｅｃａｕｓｅｄｂｙｔｈｅｒｍａｌｆａｔｉｇｕｅｉｓｏｎｅｏｆｔｈｅｍａｉｎｆａｉｌｕｒｅｆｏｒｍｓｏｆｍｅｔａｌｗｏｒｋｉｎｇｐｉｅｃｅｓｕｎｄｅｒｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｖａｒｉａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ．Ａｌｏｔｏｆｔｈｅｒｍａｌｆａｔｉｇｕｅｔｅｓｔｓｃｏｎｃｅｒｎｉｎｇｔｈｅｆａｉｌｕｒｅｗｅｒｅｃｏｎｄｕｃｔｅｄｏｎｔｈｅｖａｒｉｏｕ…     

Thermal conductivity of a zirconia thermal barrier coating

The conductivity of a thermal-barrier coating composed of atmospheric plasma sprayed 8 mass percent yttria partially stabilized zirconia has been measured. This coating was sprayed on a substrate of 410 stainless steel. An absolute, steady-state measurement method was used to measure thermal conductivity from 400 to 800 K. The thermal conductivity of the coating is 0.62 W/(m×K). This measurement has shown to be temperature independent.     

等离子喷涂Sm_2Zr_2O_7热障涂层的热冲击性能数值模拟

利用ANSYS软件对2Cr13、1Cr13Ni9Ti基体等离子喷涂的Sm2Zr2O7热障涂层在热冲击过程中的热应力分布进行了数值模拟,并比较了不同基体对涂层热冲击性能的影响.结果表明,热冲击过程中在涂层表面均存在较大的径向冲击热应力,同时在表面陶瓷层/金属粘结层界面处存在较大的应力梯度,2Cr13基体涂层的热冲击性能优于1Cr13Ni9Ti基体涂层,有限元计算结果与试验结果吻合良好.     

机械形体热变形的非相似性研究

机械零件在工作温度和环境温度偏离标准设计温度后,其形状会发生改变,但由于温度场分布的不均匀性、构件材料的原子间距、内部缺陷形态等因素的影响,使得构件的热膨胀不能自由发生,导致构件热变形前后在形状上具有非相似性,理论和实验都证明这种非相似性是普遍存在的。     

Anisotropic thermal conductivities of plasma-sprayed thermal barrier coatings in relation to the microstructure

Anisotropic thermal conductivities of the plasma-sprayed ceramic coating are explicitly expressed in terms of the microstructural parameters. The dominant features of the porous space are identified as strongly oblate (cracklike) pores that tend to be either parallel or normal to the substrate. The scatter in pore orientations is shown to have a pronounced effect on the effective conductivities. The established quantitative microstructure-property relations, if combined with the knowledge of the processing parameters-resulting microstructure connections, can be utilized for controlling the conductivities in the desired way.     

SnAgCu／Cu界面热循环及时效条件下化合物的生长行为

通过对等温时效与温度循环两种条件下钎料与基板间金属间化合物（IMC）生长的对比．研究了界面IMC生长的规律。采用了两条低温极限不同保温时间和循环周期相同的循环曲线，等温时效温度采用循环高温峰值温度。结果表明，随着循环周期的增加，界面IMC层的厚度增加，且低温极限温度越低时IMC生长越快。与时效条件下界面IMC生长的对比表明，在高温阶段保温时间相同时，时效条件下界面IMC的生长速率快于循环条件。     

等离子喷涂Gd2Zr2O7-SrZrO3复合陶瓷涂层的微观结构和性能

通过固相反应法合成了Gd2Zr2O7-SrZrO3 (GZSZ,Gd2Zr2O7:SrZrO3=7:3)复合陶瓷粉末,并采用喷雾造粒法和大气等离子喷涂法分别制备了适合等离子喷涂使用的相应喷涂粉末及涂层。使用X射线衍射、扫描电子显微镜对粉末和涂层的相组成、显微结构进行分析。借助激光热导仪、高温热膨胀仪对涂层的热扩散系数和热膨胀系数、烧结系数进行了表征。结果表明,制备的GZSZ复合陶瓷粉末和涂层都由Gd2Zr2O7和SrZrO3两相组成,粉末中的Gd2Zr2O7为烧绿石结构,而涂层中的Gd2Zr2O7为萤石结构,SrZrO3都为钙钛矿结构。制备态GZSZ涂层的孔隙率为~14%。GZSZ涂层1400℃热处理5 h后的热膨胀系数为(9.8~11.2)×10-6 K-1。制备态GZSZ涂层的热导率为~0.8 W·m-1·K-1,与制备态SrZrO3涂层的热导率~1.0 W·m-1·K-1相比降低~20%。1400℃热处理360 h后GZSZ涂层的热导率增加到~1.5 W·m-1.K-1。综上表明,GZSZ涂层是一种很有前景的复合陶瓷热障涂层材料。     

The effect of a high thermal gradient on sintering and stiffening in the top coat of a thermal barrier coating system

Superalloy substrates coated with plasma-sprayed CoNiCrAlY bond coats and yttria-stabilized zirconia top coats (TCs) have been subjected to a high heat flux under a controlled atmosphere. The sintering exhibited by the TC under these conditions has been studied and compared with the behavior observed during isothermal heating. Sintering has been characterized by (a) microstructural examinations, (b) dilatometry, in both the in-plane and through-thickness directions, and (c) stiffness measurements, using both cantilever bending and nanoindentation. A numerical model has been used to explore the stress state under isothermal and thermal gradient conditions. Dilatometry data indicate significant linear contractions during holding at elevated temperatures, particularly in the through-thickness direction. This is largely attributed to microstructural changes associated with sintering, with any volume changes due to phase transformations making relatively small contributions. Sintering proceeds faster at higher temperatures but is retarded by the presence of tensile stresses (from differential thermal expansion between the coating and substrate) within the TC. Thus, it occurs preferentially near the free surface of the TC under gradient conditions, not only due to the higher temperature, but also because the in-plane stress is more compressive in that region.     

电力电缆拉线机的变极电机的保护控制

文章针对某电缆厂的拉线机的电动机故障问题,给出一些切实可行的保护措施.对其他电动机的保护也有一定的参考价值.     

316不锈钢的裂纹扩展性能

从实用出发对3168不锈钢管材进行了热循环下的裂纹扩展试验,试验表明该材料在交变热应力下的裂纹扩展速率缓慢,带裂纹的管道在监督下可以继续运行。