高温服役过程热障涂层隔热性能演变规律

为分析热障涂层(TBCs)在高温盐雾腐蚀等恶劣服役环境下导热系数的变化规律,采用格子玻尔兹曼(LBM)方法,并利用涂层隔热温差分析模型系统地研究了陶瓷层(TC)厚度、黏结合金层(BC)厚度以及烟气侧和冷却空气侧对流传热系数对涂层隔热温差的影响。结果表明:涂层的隔热性能在腐蚀反应发生后迅速衰减;随着烧结的发生,涂层的有效导热系数增大,其隔热性能变差;陶瓷层厚度对涂层的隔热性能起决定性作用,涂层隔热性能随陶瓷层厚度的增加几乎线性增大,而黏结合金对涂层隔热性能的影响很小;烟气对流传热系数增大会导致叶片基体温度升高,而冷却空气对流传热系数增大则有助于降低叶片基体温度。