新型高温陶瓷涂层的制备工艺

研究了一种新型高温陶瓷涂层的制备工艺，提出了涂层制备，烧结的方法和条件，该涂层通过了50次以上的热震试验，并在新一代发动机上通过了工况试车，所研究的陶瓷涂层具有良好的粘附性与抗热震性，还可望在其他领域中应用推广。     

含MoSi2热障梯度涂层的抗热震性能研究

对添加MoSi2和未加MoSi2的ZrO2-A1／Ni梯度热障涂层的抗热震性能的比较，并结合微观组织和能谱对此进行了分析。结果表明，，MoSi2在热震过程中发生了反应，添加MoSi2可提高涂层的抗热震性能。     

热障涂层成分结构工艺的改进

针对现代航空发动机用热障涂层的最新发展，进行了全面的综述分析。系统阐述了涂层成分中加入HfO2，CeO2，La2ZO2等比单纯YO2填充的ZrO2的性能有突出的改变，讨论了多层涂层及梯度涂层结构的内罚函数及黄金分割优化设计的特性。提出获得均匀致密，功能性强的各种喷涂设备的适应性，探索了涂层的微结构形成机理。并指出了热障涂层今后的发展方向。     

铝基体上 ZrO2/NiCrCoAlY梯度涂层的研究

针对低散热发动机主要部件铝活塞顶部制备热障涂层的需要，用等离子喷涂法在铝基体上制备出梯度涂层，对其性能与显微组织结构进行了研究。     

等离子喷涂纳米ZrO2功能梯度热障涂层的孔隙结构

采用大气等离子喷涂技术制备了纳米ZrO2功能梯度热障涂层,采用定量金相分析技术分别研究了表面陶瓷层、中间层及界面处的孔隙率、孔隙尺寸和孔隙形状.结果表明:各区域的孔隙率、孔隙尺寸和孔隙形状系数服从各自相似的概率分布;界面处孔隙率最高为6.87%,表面陶瓷层和中间层孔隙率略低;涂层中尺寸在1μm以下的孔隙数量最多,约占65%;孔隙大多呈等轴状,所占比例在70%～73%之间.     

功能梯度热障涂层热震表面裂纹

作为发动机热端部件上使用的功能梯度热障涂层，其热震性能的好坏直接关系到涂层的使用寿命，涂层内部的裂纹在热震环境下的变化是影响其热震性能乃至使用寿命的直接因素。采用YSZ与NiCrCoAlY等离子喷涂制备了功能梯度热障涂层试样，采用扫描电子显微镜对不同次数热震后的涂层表面不同位置进行了观察比较。结果表明，随试样位置及热震次数的不同，表面裂纹存在显著不同；除主裂纹外，会产生二次裂纹；主裂纹与二次裂纹的宽度存在差异。     

热障涂层层状裂纹的位置对断裂性能的影响

广泛应用于热能动力的热障涂层在高温工作环境下,由于温度梯度产生的热应力不匹配会导致热障涂层层裂或剥落失效。本文针对热障涂层层裂问题,考虑热应力不匹配因素,建立热障涂层层裂I/II复合型断裂准则,并针对分层裂纹在陶瓷层与粘结层界面上和附近的3种位置存在形式,进行了热障涂层结构单裂纹层裂的算例分析。结果表明界面处层裂纹对应变能释放率影响最大。     

热障涂层制备技术研究进展

随着燃气涡轮发动机进口工作温度的提高,热障涂层技术受到了广泛的关注.综述了热障涂层研究及应用中的几种主要制备技术,包括等离子喷涂、电子束物理气相沉积、离子束辅助沉积、化学气相沉积等.介绍了上述几种制备技术的沉积原理,分析了各自的特点,并从涂层显微结构、涂层寿命、应用范围等方面进行了对比,认为离子束辅助沉积和化学气相沉积技术在未来高性能新型热障涂层制备中具有较大的发展潜力.     

添加 MoSi2对Al/Ni-ZrO2功能梯度热障涂层的结合强度和抗热震性能的影响

在A1／Ni-ZrO2功能梯度材料中添加MoSi2后，涂层的结合强度和抗热震性能有较大的提高，其机理是：MoSi2沉积层细密，提高了表层和次表层的结合强度，从而提高了涂层的结合强度；在高温时，MoSi2通过化学反应生成SiO2填补了裂纹，提高了抗热震性能。     

梯度涂层结构设计制备及应用研究现状

梯度涂层以其优异的物理及力学性能表现出巨大的工程应用前景,在航空、航天及原子能等领域有着广泛的应用。对梯度涂层结构设计、制备方法、工艺及梯度涂层组元材料匹配的国内外研究现状进行综述,分析梯度涂层在机械零件表面应用过程中存在的问题。为将梯度涂层应用到机械零件表面改性处理上,提出需要建立和完善适合机械零件表面的梯度涂层结构设计模型,并开展梯度涂层组元材料匹配性能的研究。     

热障梯度涂层的显微组织分析

针对黑白显微组织观察难以区分等离子喷涂热障功能梯度涂层中多种成分显微组织的问题，采用真空镀膜的方法，在涂层截面蒸镀1层ZnSe薄膜，利用光的薄膜干涉效应使显微组织产生鲜明的彩色衬度，得到彩色显微组织照片。结果表明：该方法可以有效地将涂层中多种成分区别开来。     

热障涂层平头压痕蠕变研究

研究典型热障涂层(thermal barrier coating,TBC)系统在圆柱形平头压痕下的蠕变响应。考虑刚性压头、弹性压头和弹性磨损压头作用下,压头压痕深度随时间的变化规律和压头前方的Mises应力分布,分析压头尺寸和外载荷变化对压痕深度和Mises应力分布的影响．可以得出结论,平头压痕下TBC系统的蠕变在较短时间内即达到稳态,压痕深度随外载荷和压头半径的增大而增大;在相同载荷和压头半径下,压痕深度的影响表现为弹性磨损心头大于弹性压头,弹性压头大于刚性压头;对于弹性磨损压头,在相同载荷和压头半径下,压痕深度随磨损圆角半径的增大而增大。     

等离子喷涂纳米热障涂层的微观结构特性与性能

热障涂层（TBCs）是由抗高温氧化腐蚀的金属粘结底层和隔热的陶瓷面层构成的复合功能涂层，主要用来为在高温热气流条件下工作的涡轮发动机叶片、燃烧室等热端部件提供高温隔热保护，从而显著降低热端部件的基体温度。采用TBCs不仅能使高温部件材料承受更高的使用温度，进一步提高发动机的工作温度和性能，同时可使发动机寿命和可靠性显著提高，具有极其重大的军事和经济价值。     

热障涂层研究状况及进展

介绍了热障涂层的发展，粘结底层和陶瓷层材料的选择机理及制备工艺，电子束物理气相沉积（EB-PVD）技术代表了未来热障涂层的发展趋势。阐述热障涂层的3种结构形式，提出热障涂层体系存在的一些问题和优化设计方案。     

在热震试验中热障涂层的裂纹形成和扩展

对功能梯度材料的热障涂层进行了单面热震试验，经过观察分析发现，热震后的涂层中有大量的裂纹出现，包括与轴向平行的龟裂纹和水平方向裂纹，特殊现象是在纯氧化锆层与80％氧化锆层的界面上方大约80μm处出现水平裂纹。裂纹都是气孔连通造成的。     

梯度功能材料的制备与性能评价

梯度功能材料（FGM）是组分和性能呈连续变化的先进材料,FGM的制备方法与性能评价对其优化设计具有重要意义。对FGM的制备方法与性能评价进行了综述,详细分析了FGM的力学性能、热震性能、压缩性能和热处理性能的评价方法及试验手段,最后指出了FGM性能评价和制备的发展方向。     

钛合金基体热障涂层厚度测试研究

通过对涂层厚度测量方法的研究,比较分析各种方法的测试原理、适用范围,并就光热法开展基于钛合金基体的热障涂层实际测试验证,发现要想获取精准的涂层厚度,需要多种方法结合起来进行测试,而且对于不同形状的构件也需要灵活改变测试方法,以求测试过程能够准确、便捷.     

同轴探头微波检测热障涂层的参数敏感性研究

为实现低频率段对热障涂层(Thermal barrier coating,TBC)的微波无损检测,利用同轴探头在0~17 GHz工作频率范围内对热障涂层的厚度、孔隙率和金属基体表面的裂缝进行微波无损检测理论仿真,对检测中的参数敏感性进行研究,从而提高检测的灵敏度,防止漏检现象的产生。采用CST微波工作室对检测中同轴探头的尺寸和热障涂层的厚度等参数的检测敏感性进行理论计算。热障涂层厚度检测结果显示,同轴探头越小时检测灵敏度越高,并且对应的相位差零点处的工作频率越高;热障涂层孔隙率检测结果表明热障涂层的厚度越大时检测灵敏度越高;金属基体表面裂缝的检测结果表明扫描步长小于外导体内半径时可以防止漏检。由研究结果可知,利用合适尺寸的同轴探头可以实现在低频率段对热障涂层的微波无损检测。     

含MoSi_2热障梯度涂层的抗热震性能研究

对添加MoSi2和未加MoSi2的ZrO2-Al/Ni梯度热障涂层的抗热震性能的比较,并结合微观组织和能谱对此进行了分析。结果表明,,MoSi2在热震过程中发生了反应,添加MoSi2可提高涂层的抗热震性能。