热障涂层演变、失效理论及模型建立研究进展

目的 热障涂层(Thermal Barrier Coatings, TBCs)是用于保护热端部件的功能性涂层,但在复杂工况的影响下易于呈现提前破坏和过早失效的特点。以应用最广泛的钇稳定氧化锆(YSZ)双层热障涂层系统为例,阐述其服役过程中的结构和性能演变,分析失效机理,总结寿命预测模型并介绍相关模拟技术。方法 分别对经历不同条件高温氧化实验后的热障涂层开展元素渗透引起的界面微观结构变化、随反应进行发生的界面宏观结构变化以及高温引起的涂层本征性能变化分析,并且基于多种热力学实验结论和断裂力学、损伤力学等理论,结合有限元模拟手段,研究涂层内部结构变化过程,选用不同种类的标准有限元模型,建立条件选择方法以及典型的动态模拟扩展技术,观察裂纹导致涂层断裂等过程。结果 总结了目前常用的唯象寿命模型、断裂力学模型和损伤力学模型等失效寿命理论模型,提出相关失效评价方法。结论 随着航空发动机效率的不断提高,热障涂层必须面对更高的进气温度和更严峻、更复杂的工况,需要进一步丰富失效理论、完善失效寿命模型、仿真手段和相应数据库,同时其在开发新材料、新结构、新工艺、涂层组织纳米化等方面也有很大的研究和发展空间。     

飞机APU涡轮导向叶片高温防护涂层失效模式分析

利用扫描电镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)等分析了国内某型在役APU涡轮导向叶片的结构特征与热防护机理,研究了叶片失效件中高温防护涂层的厚度变化与失效模式。结果表明:飞机APU导向叶片中存在渗铝涂层+MCrAlY涂层与单一渗铝涂层2种不同的涂层结构;APU导向叶片失效件的MCrAlY涂层厚度从叶片尾缘—叶盆—前缘区域呈先增大后减小的趋势;受叶片构型影响,叶片尾缘区域涂层的氧化程度较严重,而叶盆区域越靠近前缘的位置涂层氧化损伤程度越低,但叶片前缘区域由于受CMAS腐蚀与高温氧化的耦合作用使得该区域涂层损伤最为严重。     

连续纤维增强热塑性预浸料制备工艺与发展趋势

总结了国内外连续纤维增强热塑性预浸料的主流浸渍及成型工艺,包括热熔法、溶液浸渍、粉末浸渍、薄膜堆叠、混编法、原位聚合等,对比了不同工艺在原料、设备、加工流程等方面的优缺点,并对热塑性预浸料成型模具的设计与应用进行了讨论;同时,阐述了热塑性预浸料的发展现状,介绍了更加轻量化的浸渍技术以及包括三维连续编织技术在内的多样化的热塑性预浸料制备方式;最后,对连续纤维增强热塑性预浸料制备工艺未来的发展方向进行了分析和展望。     

WC-17Co粉末密度对涂层力学性能及残余应力的影响

选取3种不同密度的WC-17Co粉末,采用超音速火焰喷涂法制备厚度为0.3 mm的涂层。通过扫描电镜观察分析了3种涂层的孔隙率,采用压痕法测量了涂层的努氏硬度与弹性模量,同时采用剥层法对不同密度粉末制备的WC-17Co涂层残余应力进行了测试与计算。结果表明,涂层孔隙率随WC-17Co粉末密度的增大而增大,涂层的努氏硬度、弹性模量均随WC-17Co粉末密度的增大而减小。WC-17Co涂层内部存在的残余应力表现为压应力,且应力值随涂层厚度的增大而增加,在临近涂层-基体界面处迅速减小。涂层残余压应力最大值随WC-17Co粉末密度的增大而增加：粉末密度为11.52、12.86、13.49 g·cm^-3所制备的涂层残余应力最大值分别为-798、 -986和-1120 MPa。     

WC-17Co 粉末尺寸对粒子飞行状态与涂层性能的影响分析

目的 提高碳化钨涂层的性能.方法 运用Fluent软件进行超音速火焰喷涂焰流的仿真模拟,得出喷涂距离-焰流速度、喷涂距离-焰流温度曲线.采用粒子飞行监测仪对三组不同粒度(粒子平均直径分别为21.72、32.92、42.56 μm)WC-17Co粉末在超音速火焰喷涂过程中的飞行状态进行监测,并得出喷涂距离-速度、喷涂距离-温度曲线,揭示喷涂过程中焰流速度、温度对粒子速度和温度的影响.通过扫描电镜观察分析不同粒度WC-17Co粉末撞击镍718合金基体后的扁平化程度,测量不同粒度WC-17Co涂层的孔隙率,比较涂层致密度的差异,同时采用压痕法测量涂层的硬度.结果 WC-17Co粒子飞行速度和温度随喷涂距离的增加呈先增大后减小的趋势,且粒子飞行速度和温度随粉末粒径的增大而减小,根据粉末粒径的不同,其速度峰值在690～810 m/s之间变化,温度峰值在1890～2050℃之间变化.直径越小的粒子撞击基体后的扁平率越高,扁平率在1.94～2.35之间.WC-17Co涂层的孔隙率随粒子直径的增大而升高,涂层的硬度与孔隙率成反比,涂层努氏硬度在1072～1284HK之间.结论 超音速火焰喷涂过程中,碳化钨粉末的飞行速度和温度呈先增大后减小的趋势,且飞行速度和温度与粒子直径大小成反比.碳化钨涂层的致密度与硬度随粒子直径的增大而减小.     

热处理对PPS结晶度的影响分析

利用差示扫描量热仪研究了不同温度热处理对聚苯硫醚(PPS)树脂的结晶度影响。结果表明,在玻璃化转变温度与熔融温度之间,PPS树脂的结晶度随热处理温度的升高呈先增大、后稳定、再减小的趋势,相对结晶度最大值为65.36%,最小值为46.14%。这是由于PPS分子活性、分子链的热氧交联反应随热处理温度的不同具有不同的表现形式,这些因素会直接影响PPS聚合物的晶核形成和晶体生长,进而影响PPS的结晶度。     

恒温热处理对WC-17Co涂层机械性能的影响（英文）

利用超音速火焰喷涂技术在Ni718合金表面制备WC-17Co涂层,然后进行150℃/10 h,300℃/10 h和450℃/10 h恒温热处理。利用纳米压痕和显微压痕的方法研究热处理过程对涂层显微硬度、弹性模量和断裂韧性的影响,利用Almen试片曲率法计算试片中残余应力的变化。结果表明,150,300和450℃的热处理过程未对WC-17Co涂层的组织和结构特征造成显著地影响;涂层的显微硬度、弹性模量和断裂韧性随热处理温度的升高而降低;涂层机械性能随温度升高而降低的变化趋势是由涂层残余压应力的变化特征引起的。     

熔融时间对聚苯硫醚(PPS)结晶度与结晶行为的影响分析

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了制备过程中不同熔融时间对聚苯硫醚(PPS)树脂的结晶度及结晶行为的影响;利用热失重分析仪(TGA)研究了不同熔融时间对PPS成型过程中热氧交联程度的影响。结果表明,在熔融时间为10~30 min范围内,PPS树脂的结晶度随熔融时间的增加逐渐减小,相对结晶度最大值为54.28%,最小值为48.66%;结晶峰向低温方向移动,峰宽增加、峰强减弱。这是由于PPS分子活性、分子链的热氧交联反应随熔融时间的不同具有不同的表现形式,进而影响PPS的结晶度与结晶行为;PPS树脂的热失重率随熔融时间的增加而减小,失重率最大值为51.88%,最小值为49.07%。这是由于PPS在空气中随着熔融时间的增加,链增长与交联反应程度加剧,使其难以在高温下发生热降解。     

中国五矿集团邯邢矿业庆发矿业公司 以劳动竞赛助推企业安全高效建设

正庆发矿业公司是中国五矿集团邯邢矿业2012年融资扩股的基建矿山,地质储量3053.82万吨,设计生产铁矿石130万吨/年,建矿以来安全无事故。全员发动,准确定位,为劳动竞赛营造氛围劳动竞赛是企业充分发挥员工积极性、主动性和首创精神的有效途径。抓好劳动竞赛,必须要全员发动,进行准确定位,一是明确以强力推进"四保两控制"竞赛活动为主线,在全年竞赛中突出和贯穿安全的整体思路;二是建立"纵横联网、上下联通"的劳动竞赛组织网络。庆发矿业公司纵向建立了公司、车间(外委施工队)、班组三级劳动竞赛管理机构,明确各自职责;横向建立了由党政工领导和安全、调度、技术、设备、工程、预算、财务等业务科室参与的专业竞赛考核机构,形成了党委领导、行政挂帅、工会主抓、业务部门参与的劳动竞赛组织网络。