大尺寸TiAl/Ti_3Al微叠层薄板制备与热稳定性研究

采用大功率电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备了厚度为0.1-10 mm大尺寸薄板TiAl/Ti3Al叠层状复合材料。利用XRD和SEM对材料的组成相和微观结构进行了分析。实验结果表明:材料由α2-Ti3Al和γ-TiAl相组成,具有明显的层状结构,TiAl晶粒平均尺寸为1-2μm。通过真空热处理的方法考察了微叠层材料的在不同温度下保温3 h后的结构演变,并研究了微叠层材料层状结构的退化机理。     

表面喷丸处理对NiCrAlYSi涂层恒温氧化行为的影响

采用真空电弧离子镀工艺制备了NiCrAlYSi涂层,研究了NiCrAlYSi涂层表面喷丸处理对其恒温氧化行为的影响.结果表明,喷丸处理工艺可降低涂层表面粗糙度,提高涂层表面致密性和平整性.在恒温氧化过程中,经过喷丸处理后的涂层能减少O原子向内扩散从而避免异常氧化区的出现,同时形成的热生长氧化(TGO)层厚度更加均匀,通过0.4 MPa、5 min喷丸处理后,NiCrAlYSi涂层TGO层厚度生长速率较未喷丸处理涂层降低60％,抗氧化性能得到提高.     

表面处理对热障涂层寿命及失效机理的影响研究

采用真空电弧离子镀和电子束物理气相沉积技术在高温合金DZ125上沉积NiCrAlYSi金属粘结层和YSZ陶瓷面层。研究了抛光、振动光饰、砂纸打磨及吹砂四种不同的表面处理方法对金属粘结层表面微观结构和界面状态的影响。实验结果表明,四种表面处理方法都改善了金属粘结层表面结构,降低了表面粗糙度。进一步探讨了表面处理对涂层结合强度的作用,结果表明经过表面处理后的样品结合强度都得到了提高。并分析了不同表面处理方法对涂层寿命的影响,最终明确了热障涂层失效机理。     

大尺寸TiAl/Ti_3Al微叠层超薄板制备和力学性能

采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备大尺寸超薄TiAl/Ti_3Al微叠层复合材料。利用XRD和SEM对材料的微观结构与相组成进行分析;对热等静压处理前后的试样进行拉伸实验研究;同时,采用真空热处理的方法研究微叠层在不同温度下的结构演变和微叠层材料层状结构的退化机理。结果表明:微叠层具有明显的层状结构,由α_2-Ti_3Al和γ-TiAl相组成;经热等静压处理后的试样具有较高的抗拉强度和较好的伸长率,断裂方式由脆性断裂转变为具有一定韧性的解理断裂和脆性断裂的混合断裂方式;扩散温度和Al元素的浓度分布直接决定了微叠层的相结构与形貌的变化。     

粘结层表面处理对热障涂层残余应力及热冲击寿命的影响

采用真空电弧离子镀技术在二代单晶高温合金DD32表面制备NiCoCrAlYHf（HY5）金属粘结层，通过振动光饰、吹砂及振动光饰和吹砂3种不同的表面处理方法改变粘结层表面状态，利用电子束物理气相沉积（EB-PVD）技术制备氧化钇部分稳定氧化锆（7~8YSZ）陶瓷层。借助扫描电子显微镜（SEM）、电子探针（EPMA）、光激发荧光压电光谱（PLPS）等分析手段，研究1100 ℃热冲击过程中热障涂层界面结构、成分及残余应力的演变。结果表明:表面处理能够改善粘结层表面形貌，其对TGO层残余应力大小及热冲击寿命存在影响；未处理试样应力水平高于经过表面处理的热障涂层试样，并且随着热冲击次数的增加未处理试样残余应力涨幅更大；经过表面处理后试样热冲击寿命提高，其中经过振动光饰处理的试样提升最为显著；粘结层表面吹砂处理会造成砂粒进入粘结层表层某些部位，TGO层局部过度生长，造成应力集中，从而涂层寿命低于振动光饰处理试样。