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陶瓷热障涂层制备技术及发展趋势 总被引:1,自引:0,他引:1
陶瓷热障涂氢用于燃气轮机的热端部件可显著提高其使用温度,延长部件的使用寿命,并增加发同的效率。介绍了制备陶瓷热障涂层的两种主要方法;等离子涂和电子束物理气相沉积技术。分析一热障涂层的剥落失效机理,并对热作层的隔热效果的研究进行了介绍。 相似文献
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EB-PVD 热障涂层的热循环失效机理 总被引:1,自引:0,他引:1
采用电子束物理气相沉积方法(EB—PVD)在NiCrAlY粘结层上沉积Y2O3部分稳定的ZrO2陶瓷层。对样品进行了1050C的热循环实验。结果表明,沉积态陶瓷层表面比较致密.其柱状晶粒簇拥成团,晶粒簇间存在间隙。随着热循环不断进行,陶瓷层表面变得疏松,晶粒簇间距增大,相邻较大的间隙互相连接成微裂纹。并逐渐横向及纵向扩展。1050C循环200次,粘结层氧化物是均匀连续的—薄层,主要由Al2O3组成;循环300次后,出现了NiO、尖晶石等氧化物。根据显微结构观察和EDS、XRD分析结果,提出了EB—PVD热障涂层热循环的失效机理。 相似文献
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经济和技术的快速发展有效地推动了我国航空发动机发展,新时期高推重比航空发动机已经成为航空发动机发展的主要方向,在提高航空发动机推重比的众多措施中最直接方式是提高航空发动机涡轮进口温度,以使得航空发动机在工作过程中能够更好地加热、压缩空气,从而使得航空发动机能够产生更高推重比。而航空发动机涡轮进口温度主要受航空发动机涡轮叶片承温能力影响。热障涂层应用于航空发动机涡轮叶片上将有助于提高航空发动机涡轮叶片承温能力。本文将就航空发动机涡轮叶片热障涂层的特点及技术应用进行分析阐述。 相似文献
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热障涂层失效机理研究进展 总被引:12,自引:0,他引:12
热障涂层(TBCs)具有良好的隔热性能,是航空发动机和燃气轮机高温部件的关键材料.在高温服役状态,涂层的剥落会导致严重的问题,因此涂层的失效机理是热障涂层研究中急需解决的关键问题.除了受到热应力的影响以外,涂层的失效还受到热生长氧化物(TGO)的生成和长大的影响,本文介绍了粘结层的氧化、TGO的生成和长大以及微裂纹的产生、扩展、直到剥离脱落的整个失效过程;探讨了影响热障涂层失效的若干因素,并对其进行的各种改性研究进行了概述,分析总结了热障涂层失效相关研究的发展趋势. 相似文献
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航空发动机用热障涂层的发展 总被引:7,自引:1,他引:6
在延长航空发动机热端部件的寿命,提高效率,降低燃料消耗等方面,热障涂层已成为改善航空发动机性能的一种有效手段。随着等离子喷涂技术的不断完善,电子束蒸发物理气相沉积法,激光喷涂法等也相继问世。目前,对涂层剥落机理和寿命预测模型的研究了取得了相当大的进展,热障涂层的应用范围正不断扩大。 相似文献
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热障涂层以优异的隔热、耐磨和耐蚀性而被广泛应用于航空涡轮发动机中。由于热障涂层体系内部结构复杂,服役环境苛刻,导致其失效不可预测。热障涂层系统内的表面开裂和界面分层是限制热障涂层长时间使用的瓶颈问题,且热障涂层的过早剥落失效会导致合金基体暴露在高温燃气中,这可能引起灾难性的后果。针对涂层的裂纹扩展行为,最重要也最直接的研究方法就是对热障涂层的整个失效过程进行实时无损检测,为寿命预测提供最直接的证据。声发射技术是一种实时动态的无损检测方法,可直接检测热障涂层失效过程中的裂纹扩展行为,因此在热障涂层失效检测领域得到了广泛的应用。然而,造成热障涂层损伤失效的因素较多,如失效机理复杂、失效形式多样,以及声发射信号本身的随机性和不可逆性,使得利用声发射技术检测热障涂层失效整个过程的研究还不够全面。目前,已通过声发射技术的参数分析和波形分析实现了对热障涂层损伤失效的定性、定量和定位分析,并对涂层寿命进行了预测。参数分析是以多个简化的波形特征参数来表示声发射信号的特征,即对一些特征量进行统计的过程,如能量、频率、幅度等。采用声发射特征参数法可定量评估热障涂层的损伤程度并对涂层的寿命进行预测。目前人们从连续损伤累计、某一特定参量变化等多个角度预测热障涂层的寿命,但是各种寿命预测模型主要是根据实验结果的经验或半经验公式,随着热障涂层的发展以及对热障涂层失效机理认识的不断加深,寿命预测模型也在不断发展与完善。波形分析是通过对声发射信号的时域波形或频谱特征分析来获取缺陷信息的一种信号处理方法。从理论上讲,波形分析应当能给出任何所需的信息,因而波形也是表达声发射源特征最精确的方法,目前主要通过小波变换把声发射波形信号从时域变换到频域,进而识别其损伤模式并实现声发射源的定位。本文对声发射技术进行了简要的介绍,总结了声发射技术参数分析和波形分析在热障涂层损伤模式识别、损伤位置的定位、损伤程度的定量评估和剩余寿命预测方面的研究进展,指出了当前研究中存在的问题并对其下一步的发展进行了展望。 相似文献
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等离子喷涂铈酸镧热障涂层 总被引:2,自引:0,他引:2
采用等离子喷涂铈酸镧(La2Ce2O7, LC)粉末制备了铈酸镧热障涂层(TBCs).由于等离子喷涂过程中CeO2的挥发量较多,造成涂层的实际成分为La2Ce1.66O4.32,与原始粉末成分相比有所偏离.在1400℃下经240h热处理后LC涂层发生轻微的分解.在1000℃下LC块材的热导率约为0.51W/(m·K),比传统的氧化钇部分稳定的氧化锆(YSZ)块材的热导率降低了约75%.LC涂层的热膨胀系数(CTE)在450~1100℃范围内介于10×10-6~13×10-6K-1,与相应温度范围内的YSZ相比较高.热膨胀性能测量表明,LC涂层从室温升到1250℃时发生轻微的烧结,在1250℃保温过程发生明显的烧结现象.LC热障涂层在1100℃条件下经60次热循环后从陶瓷层内部发生剥落. 相似文献