熱障
- 孔隙對(duì)熱障涂層微壓痕響應(yīng)影響的數(shù)值模擬*
710048）熱障涂層（Thermal barrier coatings，TBCs）作為一種重要的高溫?zé)岱雷o(hù)材料，廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片等高溫合金部件上，用于提高發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件使役溫度，延長服役壽命。微納米壓痕技術(shù)被視為材料的“指紋”，在表征薄膜和涂層的彈性模量和硬度等力學(xué)性能方面起著重要的作用。相比于納米壓痕技術(shù)，微壓痕技術(shù)可以在更大尺度上評(píng)價(jià)薄膜和涂層的力學(xué)性能。Wang 等[1]采用有限元方法對(duì)La2ZrO2（LZ）熱障涂層進(jìn)行了表
航空制造技術(shù) 2023年17期2023-10-28
- PS–PVD 制備YSZ 熱障涂層的CMAS 腐蝕行為研究*
術(shù)的極限。因此，熱障涂層被認(rèn)為是目前能夠大幅度提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度最切實(shí)可行的一種隔熱防護(hù)技術(shù)[4–5]。熱障涂層（Thermal barrier coatings，TBCs）是一種多層結(jié)構(gòu)材料，主要是由陶瓷層、粘結(jié)層、金屬層及氧化層組成，其中陶瓷層的主要成分是Y2O3部分穩(wěn)定的ZrO2（YSZ），用來隔絕高溫燃?xì)?，從而降低金屬基底工作溫度[6–7]；粘結(jié)層主要是減緩陶瓷層與金屬基底之間的物理性能差異，增強(qiáng)陶瓷層在金屬基底上的結(jié)合力[8–9]，成分是MC
航空制造技術(shù) 2023年17期2023-10-28
- 熱障涂層服役環(huán)境模擬試驗(yàn)方法的研究進(jìn)展*
熱端部件的需求，熱障涂層隔熱防護(hù)技術(shù)是目前提高發(fā)動(dòng)機(jī)服役溫度最有效的方法，是將耐高溫、抗腐蝕、低導(dǎo)熱的陶瓷材料噴涂或沉積在高溫合金基底表面，以降低熱端部件表面溫度、提高基體抗高溫氧化腐蝕性能的一種防護(hù)技術(shù)。圖1 典型發(fā)動(dòng)機(jī)及其燃?xì)膺M(jìn)口溫度[1]Fig.1 Typical engine and its gas inlet temperature[1]熱障涂層是由隔熱的陶瓷層、抗氧化且增強(qiáng)結(jié)合力的粘結(jié)層以及鎳基高溫合金基體組成。各層成分和界面微觀結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性、
航空制造技術(shù) 2023年17期2023-10-28
- 等離子噴涂物理氣相沉積(PS-PVD)熱障涂層在高溫高速航空煤油燃?xì)鉄釠_擊下的失效機(jī)制
210023)熱障涂層是一種陶瓷涂層,常作為先進(jìn)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)及燃?xì)廨啓C(jī)熱端部件的熱防護(hù)涂層,具有抗高溫氧化、耐腐蝕和隔熱的作用。熱障涂層主要由金屬底層(或稱黏結(jié)層)和陶瓷面層所組成[1-4],底層常采用PtAl滲層涂層和MCrAlY 涂層,面層常采用氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)涂層。熱障涂層的失效形式主要表現(xiàn)為陶瓷面層的剝落,主要原因是面層應(yīng)力容限偏低,這與其微觀結(jié)構(gòu)有關(guān),因此陶瓷面層的制備工藝至關(guān)重要[5-6]。常見的陶瓷面層制備方法主要有大氣等離子噴涂(
腐蝕與防護(hù) 2022年6期2023-01-10
- 航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱障涂層材料體系的研究
000）0 引言熱障涂層是一種常用的設(shè)備隔熱技術(shù)，通過對(duì)設(shè)備表面涂抹熱障涂層可以有效降低設(shè)備的運(yùn)行溫度，同時(shí)使其具有更強(qiáng)的耐熱性。而在熱障涂層中最常使用的便是陶瓷涂層，這不僅僅是由于陶瓷具有較好的隔熱性能，同時(shí)也是由陶瓷涂層的成本更低所決定的。通過在設(shè)備表面添加陶瓷涂層既可以使其得以在高溫環(huán)境中運(yùn)行，甚至還可以使其熱效率達(dá)到60%以上。此外，隨著熱障涂層技術(shù)應(yīng)用的逐步廣泛，人們也發(fā)現(xiàn)熱障涂層技術(shù)既可以有效提升設(shè)備的耐熱性，同時(shí)也可以有效提升其硬件設(shè)施的耐腐
新型工業(yè)化 2022年1期2022-12-16
- 渦輪葉片熱障涂層減薄缺陷的微波掃頻定量檢測*
是在葉片表面采用熱障涂層技術(shù),所制備獲得的熱障涂層系統(tǒng)包括陶瓷表面涂層(top coating,TC)、粘接層(bond coa-ting,BC)和合金基體(alloying body)。其中,陶瓷表層和中間粘接層構(gòu)成的“熱障涂層(thermal barrier coating,TBC)”是渦輪葉片的關(guān)鍵熱障結(jié)構(gòu)之一,能夠顯著提升渦輪葉片的耐高溫性、抗腐蝕性、斷裂韌性以及熱端部件的換熱效率[1],其制備技術(shù)多為等離子噴涂與物理氣相沉積技術(shù)[2]。熱障涂層減
傳感器與微系統(tǒng) 2022年8期2022-08-30
- 燒嘴端面熱障涂層應(yīng)用特性分析*
保護(hù)其不被燒損。熱障涂層由絕熱陶瓷層和基體合金組成，具有低熱導(dǎo)率和高反射率的優(yōu)點(diǎn)[3]，是解決燒嘴燒損問題的主要方案之一。熱障涂層技術(shù)源于航空航天領(lǐng)域。為了將發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比提高至15～20，必須提高燃燒室的出口溫度至1800～2100 ℃，這樣的高溫高壓環(huán)境大大超過了最先進(jìn)的定向凝固單晶高溫合金材料的極限使用溫度(≤1150 ℃)，必須采用先進(jìn)的葉片冷卻氣膜技術(shù)和熱障涂層技術(shù)[4]。一般地，熱障涂層系統(tǒng)[5]包括三層：(1)MCrAlY粘結(jié)層(M：Co、N
廣州化工 2022年10期2022-06-14
- 電子束物理氣相沉積LaZrCeO 熱障涂層微結(jié)構(gòu)與熱循環(huán)性能
。經(jīng)過多年研究，熱障涂層（thermal barrier coatings，TBCs）技術(shù)已成為進(jìn)一步提高先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)推重比的關(guān)鍵性技術(shù)。熱障涂層是一種由金屬黏結(jié)層、熱生長氧化物層和陶瓷面層組成的金屬-陶瓷復(fù)合系統(tǒng)。陶瓷面層具有耐高溫、抗腐蝕和隔熱的特點(diǎn)，可以將基體材料與高溫燃?xì)夥珠_，減少高溫燃?xì)鈱?duì)基體材料的沖蝕。金屬黏結(jié)層熱膨脹系數(shù)一般在陶瓷面層熱膨脹系數(shù)和基體材料熱膨脹系數(shù)之間，可以減緩基體材料和陶瓷面層間的熱膨脹失配，提高基體材料與陶瓷面層的結(jié)合強(qiáng)
航空材料學(xué)報(bào) 2022年1期2022-03-25
- 航空發(fā)動(dòng)機(jī)和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)熱噴涂熱障涂層用金屬黏結(jié)層：回顧與展望
200240）熱障涂層廣泛用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)的熱端部件，保證熱端部件能夠在高溫環(huán)境中持續(xù)工作，提高工作效率。熱障涂層通常被分為兩大類：熱噴涂熱障涂層和電子束物理氣相沉積熱障涂層。傳統(tǒng)的熱噴涂熱障涂層為層狀結(jié)構(gòu)，具有相對(duì)較低的熱導(dǎo)率，但是抵抗熱循環(huán)的能力較低，通常用于不需頻繁經(jīng)歷熱循環(huán)的部件，如燃燒室的內(nèi)襯和導(dǎo)向葉片；電子束物理氣相沉積熱障涂層為柱狀結(jié)構(gòu)，熱導(dǎo)率相對(duì)較高，抵抗熱循環(huán)的能力也較高，用于苛刻熱循環(huán)環(huán)境工作的高壓渦輪葉片和導(dǎo)向葉片。熱噴
航空材料學(xué)報(bào) 2022年1期2022-03-25
- 高熵熱障涂層陶瓷材料研究進(jìn)展*
550000）熱障涂層（Thermal barrier coatings,TBCs）是應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫合金葉片上的耐熱陶瓷涂層，具有復(fù)雜的物理化學(xué)性質(zhì)，沉積在高溫合金表面，可保護(hù)基底免受高溫、氧化和腐蝕等侵害，以提高其使用溫度[1-5]。熱障涂層材料的選擇有嚴(yán)格的要求：高熔點(diǎn)，在室溫和使用溫度區(qū)間內(nèi)沒有相變，熱導(dǎo)率低，耐腐蝕，與基底材料有相近的熱膨脹系數(shù)且結(jié)合強(qiáng)度大，涂層微孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)速率低等[6-10]。氧化釔穩(wěn)定化的氧化鋯（Yttria-stab
航空制造技術(shù) 2022年3期2022-03-16
- 熱障涂層技術(shù)發(fā)展
難。在此情形下，熱障涂層（TBC）將是一種有潛力可大幅度提升渦輪前溫度的技術(shù)。更高的渦輪進(jìn)口溫度始終是高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)的不懈追求。目前，推重比10一級(jí)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪前溫度已經(jīng)超過1800K。未來，隨著推重比需求的提高，渦輪前溫度將進(jìn)一步提升。當(dāng)前，用于制造渦輪葉片的鎳基高溫合金的耐高溫能力只有1373K，因此為了保證長期可靠工作，渦輪葉片普遍由鎳基單晶基體、熱障涂層（TBC）以及復(fù)雜氣冷結(jié)構(gòu)組成。其中，熱障涂層是一種有效的熱防護(hù)手段，它在提高渦輪前溫度和
航空動(dòng)力 2021年5期2021-11-07
- 耐海洋環(huán)境腐蝕燃機(jī)熱障涂層材料研究進(jìn)展*
屬基黏結(jié)層構(gòu)成的熱障防護(hù)涂層以保證其在嚴(yán)苛工況下的長時(shí)服役穩(wěn)定性[2]?，F(xiàn)階段，20世紀(jì)80年代投入使用的由Y2O3穩(wěn)定ZrO2陶瓷面層與MCrAlY（M=Ni、Co 等）黏結(jié)層組成的YSZ 熱障防護(hù)涂層體系憑借其綜合服役性能優(yōu)異、工藝適配性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，是目前應(yīng)用最為廣泛的高溫熱障防護(hù)涂層[3]。但是，隨著新型船用動(dòng)力技術(shù)的日益發(fā)展，船用燃?xì)廨啓C(jī)的燃?xì)馊肟跍囟热找嫣岣?。如英國Rolls-Royce 公司明星產(chǎn)品，廣泛裝備于美國、英國、韓國等國海軍主力艦艇的M
航空制造技術(shù) 2021年13期2021-09-13
- 熱障涂層熱物性研究進(jìn)展*
將變得至關(guān)重要。熱障涂層（Thermal barrier coatings，TBCs）是一種具有良好熱力性能的復(fù)合材料，其具有導(dǎo)熱率低、抗熱沖擊及抗高溫腐蝕的優(yōu)良性能，這些性能使得該結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)良好的隔熱效果，降低基底材料的熱流密度和工作溫度。目前TBCs 已被廣泛用于燃?xì)廨啓C(jī)中高壓導(dǎo)向葉片、渦輪轉(zhuǎn)子葉片、噴嘴以及燃燒室腔體壁面等熱端部件的高溫防護(hù)上。熱障涂層應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)熱防護(hù)始于20 世紀(jì)50 年代，經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，目前TBCs 已具有一些固定的
航空制造技術(shù) 2021年13期2021-09-13
- 熱障涂層失效行為及其修復(fù)再制造研究進(jìn)展
究人員研究發(fā)明了熱障涂層（Thermal Barrier Coatings，簡稱TBCs）用以保護(hù)基體免受高溫燃?xì)鈸p傷。熱障涂層是通過一定工藝將耐高溫陶瓷材料涂覆在基體上的保護(hù)層，其發(fā)展始于20世紀(jì)50年代，美國國家航空航天局率先提出了熱障涂層的概念，并將CaO-ZrO/NiCr應(yīng)用于火箭飛機(jī)的噴氣管。隨著熱障涂層的不斷發(fā)展，目前航空領(lǐng)域普遍使用的是6%~8%氧化釔穩(wěn)定氧化鋯。配合使用熱障涂層與內(nèi)部冷卻技術(shù)，可以使合金表面溫度降低100~300℃，使燃?xì)廨?/div>
航空工程進(jìn)展 2021年4期2021-08-30
- 帶熱障涂層單晶合金葉片模擬熱沖擊服役環(huán)境試驗(yàn)研究
105)1 引言熱障涂層(TBC)是將耐高溫、低導(dǎo)熱、抗腐蝕的陶瓷材料以涂層的形式與基體合金相復(fù)合，以降低合金熱端部件表面溫度、提高基體合金抗高溫氧化腐蝕性能的一種防護(hù)技術(shù)[1]。航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，熱障涂層主要應(yīng)用于高壓渦輪導(dǎo)向葉片、渦輪工作葉片和燃燒室浮動(dòng)壁瓦片等熱端部件[2]。熱障涂層的研究源于20世紀(jì)40年代末期，60年代美國航空航天局首先將熱障涂層成功應(yīng)用于火箭飛機(jī)的噴火管，70年代開始用于美國J75航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片[3-4]。自此，熱障涂層技術(shù)成燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2021年2期2021-08-19
- 渦輪轉(zhuǎn)子葉片熱障涂層損傷失效的實(shí)時(shí)檢測與分析
0 引言渦輪葉片熱障涂層服役在高溫、高速旋轉(zhuǎn)、沖蝕、腐蝕等熱力化載荷耦合的環(huán)境下[1,2]，依靠常規(guī)的拉伸、氧化、熱力疲勞等實(shí)驗(yàn)方法難以準(zhǔn)確研究其失效機(jī)制，傳統(tǒng)的非接觸式無損檢測方法很難捕捉其在熱應(yīng)力、離心力、氣動(dòng)力等復(fù)雜載荷作用下的損傷演變信息。研制渦輪葉片熱障涂層熱力化耦合模擬測試裝置，實(shí)現(xiàn)高速旋轉(zhuǎn)熱障涂層與燃?xì)饨换プ饔孟峦牧?、熱斑以及?fù)雜應(yīng)力場的模擬和檢測，對(duì)分析工作葉片熱障涂層的破壞機(jī)理與服役可靠性至關(guān)重要[3]。針對(duì)熱障涂層的熱沖擊考核測試國內(nèi)外熱噴涂技術(shù) 2021年4期2021-06-16
- 基于BP算法的熱障涂層厚度反演研究
磨損等性能的防護(hù)熱障涂層[1-6]，保護(hù)渦輪葉片免受高溫?zé)釟怏w的傷害，提升航空發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。當(dāng)熱障涂層在極其惡劣的高溫環(huán)境下服役時(shí)，服役過程中的內(nèi)部溫差容易導(dǎo)致其失效，因此需要采用有效的測量方法對(duì)熱障涂層厚度進(jìn)行精確測量[7-11]。渦流法利用非接觸式的測量方式快速、有效地提取表面涂層的信息，實(shí)現(xiàn)表面涂層厚度的測量。Thanh Long Cung[12]建立圓柱形線圈置于多層金屬構(gòu)件上的有限元模型，基于多頻多參數(shù)渦流測量法對(duì)飛機(jī)蒙皮對(duì)縫間隙厚度進(jìn)行了評(píng)估。兵器裝備工程學(xué)報(bào) 2021年4期2021-05-06
- 渦輪葉片熱障涂層三維成像研究進(jìn)展*
330063）熱障涂層（Thermal Barrier Coatings,TBCs）是先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片高溫防護(hù)關(guān)鍵技術(shù)[1]，由陶瓷隔熱面層和金屬黏結(jié)底層組成，具有典型的層狀結(jié)構(gòu)特征。熱障涂層是美國NASA-Lewis 研究中心在20世紀(jì)50年代為了提高燃?xì)鉁u輪葉片、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的抗高溫和耐腐蝕性能提出的。據(jù)報(bào)道，通過使用熱障涂層技術(shù)，可使渦輪葉片基體溫度降低100～300℃，壽命延長3～5倍，美國幾乎所有的軍用和商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)采用了熱障涂層技術(shù)。熱航空制造技術(shù) 2021年4期2021-04-06
- 多尺度孔隙結(jié)構(gòu)熱障涂層高溫服役導(dǎo)熱演變模擬*
710032)熱障涂層廣泛應(yīng)用于先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件，以提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和穩(wěn)定性[1-3]。氧化鋯因其低熱導(dǎo)率而常被用作熱障涂層材料。而氧化鋯在高于950 ℃的溫度下會(huì)發(fā)生相變，導(dǎo)致內(nèi)應(yīng)力增加，體積膨脹。從高的使用溫度冷卻到室溫后，氧化鋯涂層會(huì)形成較高的拉應(yīng)力，經(jīng)過多次高溫冷卻循環(huán)后，積累的內(nèi)部拉應(yīng)力將超過氧化鋯的強(qiáng)度，最終涂層形成裂紋導(dǎo)致失效。因此通過在氧化鋯中摻雜穩(wěn)定劑的方式，如Y2O3、MgO、CeO2和CaO可以防止氧化鋯在高溫下發(fā)西安工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào) 2021年6期2021-02-11
- 渦輪葉片熱障涂層隔熱效果的研究進(jìn)展
已接近瓶頸。③ 熱障涂層。1953年由美國國家航空航天局(NASA)提出在高溫合金表面涂覆耐高溫、高隔熱陶瓷的防護(hù)涂層體系，有文獻(xiàn)報(bào)道，涂覆厚度為250 μm的熱障涂層能使基底溫度降低110～170 ℃，相當(dāng)于過去30年發(fā)展高溫合金提高承溫能力的總和[2, 3]。因此，熱障涂層被認(rèn)為是目前大幅度提升渦輪葉片服役溫度最切實(shí)可行的辦法。此外，熱障涂層也被認(rèn)為是提高下一代的陶瓷基復(fù)合材料基底(CMCs)服役溫度和可靠性的必要技術(shù)[4]。美國工程院院士、哈佛大學(xué)C中國材料進(jìn)展 2020年10期2021-01-05
- 熱障涂層性能檢測技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
高效氣冷技術(shù)以及熱障涂層技術(shù)。熱障涂層（Thermal Barrier Coatings，TBCs）是利用陶瓷材料低熱導(dǎo)、耐高溫、耐腐蝕等優(yōu)越性能，將其以噴涂、沉積等多種方式附著于基體表面，從而提高基體材料的服役性能。發(fā)展熱障涂層技術(shù)，對(duì)縮小我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)與世界先進(jìn)水平間的技術(shù)差距、實(shí)現(xiàn)跨代發(fā)展具有舉足輕重的戰(zhàn)略意義，同時(shí)對(duì)能源、航空、航天等領(lǐng)域也都有重大促進(jìn)作用。2 熱障涂層性能檢測技術(shù)研究意義對(duì)于熱障涂層而言，涂層表面以及與基體界面性能的好壞直接決定構(gòu)新材料產(chǎn)業(yè) 2020年1期2020-05-11
- 燃?xì)廨啓C(jī)熱障涂層技術(shù)專利分析
01)0 引 言熱障涂層（Thermal Barrier Coatings）是一種金屬陶瓷復(fù)合的陶瓷基系統(tǒng)，通常用于燃?xì)廨啓C(jī)的熱端部件，對(duì)基底材料起到隔熱作用，從而保護(hù)燃?xì)廨啓C(jī)長期在高溫環(huán)境下正常工作[1]。Pint等人[2-3]國外學(xué)者對(duì)燃?xì)廨啓C(jī)熱障涂層開展了大量研究，在熱障涂層的性能、微觀機(jī)理等方面取得了很多成果。北京航空航天大學(xué)、中科院金屬研究所等[4-5]國內(nèi)機(jī)構(gòu)也對(duì)對(duì)熱障涂層中氧化物的微觀機(jī)理開展了深入的研究。在工業(yè)界，通用電氣、聯(lián)合技術(shù)公司、西艦船科學(xué)技術(shù) 2020年1期2020-03-09
- 粘結(jié)層真空退火處理對(duì)熱障涂層熱循環(huán)壽命的影響研究
氣膜冷卻及高性能熱障涂層可滿足上述苛刻服役環(huán)境的需求。研究表明，在發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪轉(zhuǎn)子葉片上涂覆熱障涂層（TBC）可大大提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的整體效率和葉片的服役性能[1-2]?，F(xiàn)階段，已服役的熱障涂層體系大多由金屬粘結(jié)層和部分氧化釔穩(wěn)定的氧化鋯（YSZ）陶瓷層組成。陶瓷層面層主要起到隔熱和抗腐蝕等作用，可通過大氣等離子噴涂（APS）、等離子噴涂（PS）、電子束物理氣相沉積（EB-PVD）等多種方法制備。從熱障涂層技術(shù)的發(fā)展及工業(yè)應(yīng)用效果來看，采用電子束物理氣相沉積制表面技術(shù) 2020年1期2020-02-27
- “熱障涂層新材料、制備技術(shù)及性能評(píng)價(jià)”專題序言
為代價(jià)的，因此，熱障涂層技術(shù)已成為國內(nèi)外高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制中必不可少的關(guān)鍵技術(shù)之一。熱障涂層技術(shù)是將熱導(dǎo)率低、耐高溫氧化腐蝕的陶瓷材料以涂層的方式沉積到高溫合金部件表面，達(dá)到降低工件表面工作溫度的目的。研究表明，渦輪葉片使用溫度每降低 15 ℃，其持久壽命提高 1倍；總降溫 30～60 ℃能使渦輪部件的整體服役壽命提高 50%，同時(shí)消除了大的熱機(jī)械疲勞損傷。熱障涂層的應(yīng)用能帶來 100 ℃左右的降溫，并且兼具優(yōu)異的抗氧化能力，既可滿足高性能渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的使裝備環(huán)境工程 2019年1期2019-12-06
- PS-PVD熱障涂層抗沙塵沖刷行為研究
650)0 引言熱障涂層(簡稱TBCs)不僅能夠提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的服役溫度，還能夠防止高溫合金基體過早發(fā)生高溫氧化腐蝕[1,2]。但飛機(jī)在低空或沙漠地帶飛行過程中，外界空氣中往往懸浮著許多塵埃硬質(zhì)小顆粒，它們進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)后會(huì)在慣性力作用下偏離氣體流道而撞向發(fā)動(dòng)機(jī)葉片及熱端部件表面涂層，對(duì)涂層造成沖刷作用[3-5]。此外發(fā)動(dòng)機(jī)封嚴(yán)涂層磨損失效剝落的微小碎屑以及燃燒形成的碳顆粒卷進(jìn)高速射流中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件表面涂層同樣會(huì)造成很大高溫沖刷作用[6,7]。在熱噴涂技術(shù) 2019年3期2019-11-14
- 航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱障涂層的主要失效模式
機(jī)的性能和效率，熱障涂層通常在燃?xì)鉁囟瘸^無涂層渦輪葉片耐溫能力的環(huán)境下使用，涂層一旦失效，就會(huì)迅速導(dǎo)致構(gòu)件的燒蝕和斷裂。因此，研究熱障涂層系統(tǒng)的失效模式及損傷機(jī)理，進(jìn)而合理地評(píng)估涂層疲勞壽命，對(duì)發(fā)展熱障涂層應(yīng)用技術(shù)有重要意義?，F(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)要求渦輪葉片具有承受1340～1550℃甚至更高溫度的能力，且必須在復(fù)雜的工作環(huán)境和整個(gè)服役期間保持足夠的強(qiáng)度。目前，渦輪葉片普遍采用鑄造鎳基單晶高溫合金，結(jié)合復(fù)雜冷卻結(jié)構(gòu)以及熱障涂層（Thermal Barrier航空動(dòng)力 2019年3期2019-07-01
- 重型燃?xì)廨啓C(jī)先進(jìn)熱障涂層研究進(jìn)展
更高效率。其中，熱障涂層材料（TBC）技術(shù)研究作為重型燃?xì)廨啓C(jī)高溫材料技術(shù)攻關(guān)的核心環(huán)節(jié)，是提升重型燃?xì)廨啓C(jī)渦輪前溫度、延長渦輪葉片使用壽命的有效手段。重型燃?xì)廨啓C(jī)作為高效的熱-功轉(zhuǎn)換裝置，廣泛應(yīng)用于民用發(fā)電領(lǐng)域。隨著發(fā)電用重型燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的發(fā)展，以及環(huán)境對(duì)污染物排放的嚴(yán)格限制，重型燃?xì)廨啓C(jī)正不斷向高效率、大功率、低排放的方向發(fā)展[1]。效率和功率的提高、排放的降低勢(shì)必需要提高渦輪進(jìn)氣溫度（TIT），使得熱端部件的設(shè)計(jì)對(duì)冷卻效果的要求越來越高，由此導(dǎo)致了冷航空動(dòng)力 2019年2期2019-05-07
- 航空、航天科學(xué)技術(shù)
新一代超高溫熱障涂層研究鄭蕾，郭洪波，郭磊，等摘要：熱障涂層通常由陶瓷層和金屬粘結(jié)層組成，用于降低高溫燃?xì)猸h(huán)境下發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件表面溫度，在航空航天、能源、艦船等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。已獲應(yīng)用的熱障涂層陶瓷層材料為氧化釔穩(wěn)定氧化鋯（YSZ），這種熱障涂層可在1200℃以下溫度長期工作。然而，在更高溫度下，YSZ將發(fā)生相變失穩(wěn)和加速燒結(jié)，導(dǎo)致涂層剝落失效。隨著燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)服役溫度不斷提升，迫切需要發(fā)展新型超高溫熱障涂層。綜述介紹了熱障涂層的研究背景、迫切性和功能，以中國學(xué)術(shù)期刊文摘 2019年3期2019-01-27
- 氧化鋯基陶瓷熱障涂層的研究進(jìn)展
片表面多使用陶瓷熱障涂層(Thermal Barrier Coatings，簡稱TBCs)將噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫部件與高溫燃?xì)飧糸_，以改善高溫部件的服役條件，一方面可以提高渦輪葉片的服役壽命，另一方面可以節(jié)約燃料。為了使陶瓷熱障涂層與金屬基體能夠良好的結(jié)合以具有較佳的隔熱性能，陶瓷熱障涂層必須具備以下性能：①較低的熱導(dǎo)率；②熱膨脹系數(shù)與金屬基體匹配；③高溫下保持良好的相穩(wěn)定性[1-2]。陶瓷熱障涂層主要的制備技術(shù)有等離子噴涂、電子束物理氣相沉積、激光熔覆、高速航空工程進(jìn)展 2018年4期2018-12-08
- 磨料水射流沖蝕熱障涂層實(shí)驗(yàn)研究
渦輪葉片表面涂覆熱障涂層，對(duì)提高葉片承溫能力有非常直接的效果，且對(duì)短時(shí)間的超溫有很好的緩解作用，可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)大推重比要求[1-3]。但是，由于熱障涂層不導(dǎo)電，給帶涂層葉片的氣膜冷卻孔的電火花加工帶來了難題。對(duì)此，一種可行的解決方法是：先用磨料水射流加工方法在熱障涂層上沖蝕出盲孔，使金屬基體裸露出來，再用常規(guī)的高速電火花小孔加工方法在金屬基體上制孔，從而獲得理想的高精度孔型。利用高壓磨料水射流加工熱障涂層已有研究報(bào)道。Hashish[4]采用139 MPa磨電加工與模具 2018年4期2018-09-29
- 新型熱障涂層陶瓷隔熱層材料
問題。因此，采用熱障涂層技術(shù)是目前提高燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)高推重比和高熱效率的唯一切實(shí)可行的有效途徑。目前，美國、歐洲和我國等均已把熱障涂層（thermal barrier coatings, TBCs）、高溫結(jié)構(gòu)材料和高效葉片冷卻技術(shù)列為高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓渦輪葉片制造技術(shù)的三大關(guān)鍵技術(shù)[2-4]。熱障涂層是將耐高溫、高隔熱陶瓷材料與基體材料復(fù)合，以降低熱端部件的表面溫度和改善基體材料的抗高溫氧化腐蝕為目的，進(jìn)而顯著提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比和熱效率，延長熱端部件在高航空材料學(xué)報(bào) 2018年2期2018-04-08
- 傳統(tǒng)等離子噴涂熱障涂層的裂紋擴(kuò)展行為
性有機(jī)結(jié)合起來的熱障涂層(TBCs)成為確保高效燃機(jī)可靠運(yùn)行的重要途徑之一[1-2]。熱障涂層是將導(dǎo)熱系數(shù)較低的高熔點(diǎn)材料涂覆于高溫構(gòu)件表面起隔熱作用的功能涂層。面層陶瓷層(典型成分為(7-8)wt%Y2O3-ZrO2，簡稱YSZ)脫落是熱障涂層失效的主要形式，導(dǎo)致脫落的主要原因是陶瓷層內(nèi)部裂紋的擴(kuò)展及合并。因此，本文在介紹影響等離子噴涂熱障涂層失效機(jī)制因素的基礎(chǔ)上，詳述了服役過程中熱障涂層裂紋合并行為對(duì)其擴(kuò)展行為的影響；分析了熱障涂層剩余壽命隨裂紋尺寸增材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào) 2018年1期2018-03-15
- 瞬態(tài)熱載荷下熱障涂層系統(tǒng)界面斷裂研究
049)0 引言熱障涂層技術(shù)是發(fā)動(dòng)機(jī)高溫?zé)岱雷o(hù)的三大核心關(guān)鍵技術(shù)之一[1-2]。典型的熱障涂層系統(tǒng)由陶瓷層、粘結(jié)層、熱生長氧化層和高溫合金基底組成。同時(shí)，為大幅度降低高溫葉片溫度，提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比及燃燒效率，通常會(huì)在葉片內(nèi)部冷卻孔施加冷卻氣流，在葉片外表面形成冷卻氣膜。在服役過程中，由于熱障涂層系統(tǒng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和各層材料熱、力、化學(xué)性能的巨大差異，導(dǎo)致熱障涂層內(nèi)易誘發(fā)界面裂紋的萌生、擴(kuò)展乃至涂層脫粘失效。高溫葉片在服役過程中受到瞬態(tài)熱載荷作用，這對(duì)熱障涂層固體火箭技術(shù) 2017年6期2018-01-11
- 稀土鉭酸鹽陶瓷熱障涂層的研究進(jìn)展
地稀土鉭酸鹽陶瓷熱障涂層的研究進(jìn)展陳琳，汪俊，馮晶(昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，云南 昆明 650032)熱障涂層材料是高效燃?xì)廨啓C(jī)穩(wěn)定工作最重要的材料之一。在燃?xì)廨啓C(jī)使用中不僅能達(dá)到抗腐蝕、提高工作溫度的目的，還可以減少燃油消耗，延長發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命等。目前廣泛使用的熱障涂層材料是氧化釔穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)，其具有一定局限性，在高溫下YSZ發(fā)生相變體積變化致使涂層失效，因此使用溫度在1200 ℃以下，發(fā)展新型熱障涂層材料勢(shì)在必行?，F(xiàn)有的其他類型熱障涂層中國材料進(jìn)展 2017年12期2018-01-05
- 表面處理對(duì)熱障涂層界面微結(jié)構(gòu)的影響*
的溫度缺口，采用熱障涂層技術(shù)是目前大幅度提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)工作溫度的切實(shí)可行的方法[2-4]。熱障涂層是國外先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)廣泛應(yīng)用的一種高溫防護(hù)涂層，不但能夠提高葉片的使用工作溫度，而且還能進(jìn)一步提高葉片在高溫服役過程中抗氧化和耐腐蝕等性能[5]。典型的熱障涂層主要包括陶瓷面層（Top Coat，TC）和金屬粘結(jié)層（Bond Coat，BC）。在高溫環(huán)境下，金屬粘結(jié)層中的Al向外擴(kuò)散，在陶瓷層和金屬粘結(jié)層之間形成一層致密的Al2O3氧化物，即熱生長氧化層（Th航空制造技術(shù) 2017年8期2017-05-16
- 航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片熱障涂層應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)和問題
面無一例外地施加熱障涂層[2-5]。熱障涂層一般由抗氧化腐蝕性能良好的金屬粘結(jié)底層和導(dǎo)熱系數(shù)較低的陶瓷面層組成，具有降低葉片表面溫度、提高葉片抗高溫氧化腐蝕能力、延長服役壽命、降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗等優(yōu)點(diǎn)，是與先進(jìn)高溫結(jié)構(gòu)材料技術(shù)、高效冷卻技術(shù)并重的渦輪葉片3大關(guān)鍵技術(shù)之一[6-8]。熱障涂層的制備可以通過多種途徑實(shí)現(xiàn)。但從熱障涂層技術(shù)的發(fā)展歷史及其應(yīng)用來看，涂層的制備技術(shù)以大氣等離子噴涂（APS）和電子束物理氣相沉積（EB-PVD）兩種為主[3]。不同方法制備的航空制造技術(shù) 2017年15期2017-05-14
- 熱障涂層的失效機(jī)制研究
610500)熱障涂層的失效機(jī)制研究陳玉祥 江文(西南石油大學(xué),四川 成都 610500)本文對(duì)熱障涂層的失效機(jī)制的研究進(jìn)展進(jìn)行了綜述，文中主要總結(jié)了熱障涂層失效的幾種形式，并對(duì)其壽命研究進(jìn)行了展望。熱障涂層;失效機(jī)制;熱生長氧化物;熱疲勞;涂層熱障涂層是將具有耐高溫、低導(dǎo)熱、抗腐蝕優(yōu)點(diǎn)的陶瓷材料與金屬基底形成的復(fù)合涂層，其能夠降低金屬材料表面的溫度，能夠通過降低油耗來改善發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、還能提升復(fù)合金屬基體材料的抗高溫抗氧化腐蝕[1]。熱障涂層主要包括三化工管理 2017年25期2017-03-05
- 航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片熱障涂層沖蝕試驗(yàn)裝置的研制
空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片熱障涂層沖蝕試驗(yàn)裝置的研制楊麗1，2，譚明1，2，周文峰1，2，周益春1，2（1.湘潭大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院 裝備用關(guān)鍵薄膜材料及應(yīng)用湖南省國防科技重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南湘潭 411105；2.湘潭大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院 低維材料及其應(yīng)用技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南湘潭 411105）目的 通過研制熱障涂層沖蝕服役環(huán)境的模擬裝置，來研究沖蝕失效機(jī)制。方法 通過研制模擬熱障涂層高溫?zé)釠_擊的燃?xì)鈬姌?，在噴槍中設(shè)計(jì)速度、流量可控的顆粒送料系統(tǒng)，同時(shí)在裝備環(huán)境工程 2016年3期2017-01-04
- 熱障涂層氧化層厚度對(duì)殘余應(yīng)力的影響*
與動(dòng)力工程學(xué)院)熱障涂層氧化層厚度對(duì)殘余應(yīng)力的影響*陳宇慧**岳利文 張永海 戚俊清(鄭州輕工業(yè)學(xué)院 能源與動(dòng)力工程學(xué)院)對(duì)熱障涂層氧化過程進(jìn)行了詳細(xì)的闡述，推算了氧化增厚動(dòng)力曲線，采用ANSYS分別建立了不同氧化層厚度的熱障涂層微觀二維模型，氧化層界面形狀簡化為正弦形式。模擬了氧化層不同特征厚度時(shí)的應(yīng)力變化，分析了不同氧化增長方向?qū)Ω鲗託堄鄳?yīng)力的影響。結(jié)果表明：隨著氧化層的增厚，粘結(jié)層波峰處σy增幅較大，易在氧化層和粘結(jié)層間發(fā)生分層。氧化層分別向TBC層化工機(jī)械 2016年3期2016-12-25
- 自修復(fù)熱障涂層與激光制備方法研究現(xiàn)狀
0030）自修復(fù)熱障涂層與激光制備方法研究現(xiàn)狀魏 雷 童向陽 李 健（武漢材料保護(hù)研究所 特種表面保護(hù)材料及應(yīng)用技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖北 武漢 430030）熱障涂層是渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)制造的關(guān)鍵技術(shù)之一，在航空及能源動(dòng)力領(lǐng)域有著十分重要的作用。經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的研發(fā)，熱障涂層技術(shù)已經(jīng)取得了可喜的進(jìn)展，但是仍然不能滿足燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)向大推力、高效率、低油耗和長壽命方向發(fā)展的要求。本文在介紹熱障涂層技術(shù)發(fā)展歷程與失效機(jī)理的基礎(chǔ)上，闡述了自修復(fù)熱障涂層的工作機(jī)理和研究現(xiàn)狀表面工程與再制造 2016年1期2016-12-20
- Y2O3-ZrO2熱障涂層的熱腐蝕行為
2O3-ZrO2熱障涂層的熱腐蝕行為周長海，王淑花，王建永(黑龍江科技大學(xué) 材料科學(xué)與工程學(xué)院，哈爾濱 150022)熱障涂層在腐蝕性熔鹽中易發(fā)生腐蝕，影響其使用的安全性。為此，研究Y2O3-ZrO2熱障涂層在900 ℃下、不同比例Na2SO4/V2O5混合鹽中腐蝕20 h的熱腐蝕行為。利用掃描電鏡觀察熱障涂層在不同熔鹽中的腐蝕形貌。研究表明，在Na2SO4鹽中，熱障涂層未發(fā)生腐蝕，隨著V2O5含量的增加，腐蝕產(chǎn)物由塊狀向棒狀、束狀變化；在V2O5鹽中腐蝕黑龍江科技大學(xué)學(xué)報(bào) 2016年3期2016-11-03
- 等離子噴涂ZrO2-8%Y2O3熱障涂層的組織與性能研究
2-8%Y2O3熱障涂層的組織與性能研究鐘穎虹1陸辛1計(jì)亞平2馮澤舟3王林3馮艷玲3于浩3李飛31. 機(jī)械科學(xué)研究總院，北京，1000832.機(jī)械科學(xué)研究院浙江分院有限公司，杭州，3100033.浙江省金屬材料表面改性和強(qiáng)化技術(shù)研究重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，杭州，310003采用超音速火焰噴涂粘結(jié)層、大氣等離子噴涂陶瓷層制備了雙層結(jié)構(gòu)的熱障涂層。利用掃描電鏡對(duì)熱障涂層進(jìn)行了微觀組織結(jié)構(gòu)分析，主要對(duì)涂層的熱導(dǎo)率及隔熱性能進(jìn)行了試驗(yàn)研究。結(jié)果表明：陶瓷層與粘結(jié)層、粘結(jié)層與基中國機(jī)械工程 2016年7期2016-08-16
- 8%Y2O3-ZrO2納米結(jié)構(gòu)熱障涂層失效機(jī)理研究
ZrO2納米結(jié)構(gòu)熱障涂層失效機(jī)理研究李任偉1，宮文彪2(1.東北電力大學(xué)工程訓(xùn)練教學(xué)中心，吉林 吉林 132012；2.長春工業(yè)大學(xué)先進(jìn)材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，吉林 長春 130012)采用大氣等離子噴涂技術(shù)，在高溫合金鋼表面制備了納米8%Y2O3- ZrO2熱障涂層(YSZ)。跟蹤涂層在900 ℃熱震試驗(yàn)的失效過程，使用FESEM，XRD和EDS技術(shù)從失效涂層的微觀結(jié)構(gòu)，相的穩(wěn)定性和涂層截面形貌進(jìn)行分析。結(jié)果表明，YSZ涂層隨熱震次數(shù)的增加，陶瓷涂層晶粒明顯長大陶瓷學(xué)報(bào) 2016年6期2016-04-07
- 熱障涂層失效機(jī)理與壽命預(yù)測研究方法
，618000)熱障涂層失效機(jī)理與壽命預(yù)測研究方法艾松，劉維兵，趙仕志，楊勇(東方汽輪機(jī)有限公司，四川德陽，618000)文章根據(jù)國內(nèi)外文獻(xiàn)，對(duì)熱障涂層失效型式、失效機(jī)理研究方法、壽命預(yù)測方法進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。熱障涂層失效機(jī)理研究方法主要有4種：微觀結(jié)構(gòu)研究方法、斷裂力學(xué)研究方法、有限元研究方法以及熱障涂層試驗(yàn)方法。這4種方法互有裨益，結(jié)合使用，更有利于提高研究分析的準(zhǔn)確度。熱障涂層壽命預(yù)測模型中較為成功運(yùn)用并具有工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的主要有鋁損耗模型、NASA模東方汽輪機(jī) 2015年4期2015-01-13
- 熱障涂層柴油發(fā)動(dòng)機(jī)能量平衡的研究
熱障涂層柴油發(fā)動(dòng)機(jī)能量平衡的研究汽車整體能源的使用取決于兩個(gè)因素，即車輛載荷和動(dòng)力效率。前者取決于速度、加速度和關(guān)鍵車輛的特征，如質(zhì)量；后者取決于內(nèi)燃機(jī)的熱力學(xué)效率，以及發(fā)動(dòng)機(jī)和變速器摩擦。柴油機(jī)提供的燃料熱能最終只有1/3轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉β瘦敵?。理論上講，如果可以減少散熱，那么熱效率將會(huì)得到提高。低散熱發(fā)動(dòng)機(jī)就是通過減少冷卻液帶走的熱量來達(dá)到此目的。評(píng)估了汽車在不同載荷下能量平衡的4沖程陶瓷凃?qū)与p缸水冷柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。評(píng)估的結(jié)果表明：①熱障陶瓷涂層使發(fā)動(dòng)機(jī)水套中汽車文摘 2014年7期2014-12-13
- 新型高溫/超高溫淋障涂層及制備技術(shù)研究進(jìn)展
京 100191熱障涂層（TBCs）是采用耐高溫和低導(dǎo)熱的陶瓷材料以涂層的方式與金屬相復(fù)合，從而降低高溫環(huán)境下金屬表面溫度的一種熱防護(hù)技術(shù)。熱障涂層應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)高壓渦輪葉片可以顯著降低渦輪葉片合金表面溫度，大幅度延長葉片工作壽命，提高發(fā)動(dòng)機(jī)推力和效率。在先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，熱障涂層技術(shù)被列為與高溫結(jié)構(gòu)材料、高效氣冷并重的先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片的3大關(guān)鍵技術(shù)。與其他數(shù)百種功能涂層相比較，熱障涂層具有3個(gè)顯著的特點(diǎn)：①結(jié)構(gòu)最復(fù)雜，涂層存在金屬/金屬、金屬/陶航空學(xué)報(bào) 2014年10期2014-05-14
- 陶瓷熱障涂層研究獲進(jìn)展
應(yīng)用化學(xué)研究所在熱障涂層的設(shè)計(jì)思路、失效機(jī)理以及新型熱障涂層材料研發(fā)等方面取得新進(jìn)展，設(shè)計(jì)并成功制備出使用溫度≥1250℃的雙陶瓷層熱障涂層材料。長春應(yīng)化所科研人員立足于稀土科技的國際前沿，開展了熱障涂層的設(shè)計(jì)和失效機(jī)理研究，取得了一系列創(chuàng)新性科研成果。提出了將稀土應(yīng)用于熱障涂層材料并通過離子取代來改善材料性能的思想；深入研究了熱障涂層新材料和結(jié)構(gòu)，發(fā)明了以稀土為主的一系列新型高溫熱障涂層材料即稀土鋯酸鹽。在此基礎(chǔ)上，研究人員設(shè)計(jì)了使用溫度≥1250℃的雙化工管理 2014年4期2014-04-04
- 熱障涂層中孤島氧化物對(duì)界面殘余應(yīng)力的影響
300300）熱障涂層中孤島氧化物對(duì)界面殘余應(yīng)力的影響韓志勇，靖珍珠（中國民航大學(xué)天津市民用航空器適航與維修重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，天津 300300）使用ABAQUS有限元分析軟件研究熱障涂層熱循環(huán)過程中孤島氧化物對(duì)涂層界面殘余應(yīng)力的影響。選取正弦和平面形貌作為涂層的典型界面特征。結(jié)果表明，氧化物位于波峰處對(duì)涂層界面殘余應(yīng)力的影響大于位于波谷處對(duì)界面的影響。孤島氧化物距離TGO/BC界面越近，對(duì)界面殘余應(yīng)力影響越大。孤島氧化物半徑越小對(duì)TGO/BC界面殘余應(yīng)力影響中國民航大學(xué)學(xué)報(bào) 2014年4期2014-03-14
- 熱傳導(dǎo)對(duì)雙陶瓷熱障涂層隔熱效果影響研究
)熱傳導(dǎo)對(duì)雙陶瓷熱障涂層隔熱效果影響研究周國棟，陳樹海，黃繼華，趙興科，張 華(北京科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，北京100083)為了更好地設(shè)計(jì)雙陶瓷熱障涂層結(jié)構(gòu)，考察在制備和服役過程中熱導(dǎo)率的變化對(duì)隔熱效果的影響，建立了雙陶瓷熱障涂層半透明數(shù)學(xué)模型，采用有限元ANSYS軟件模擬了穩(wěn)態(tài)隔熱效果.結(jié)果表明：頂層陶瓷層的熱導(dǎo)率增大降低了隔熱效果，且隨頂層厚度增加隔熱效果降低幅度增大;第2層陶瓷層的熱導(dǎo)率增大降低了隔熱效果，且隨頂層厚度增加隔熱效果降低幅度減小;材料科學(xué)與工藝 2012年2期2012-12-20
- 新一代超高溫熱障涂層研究
采用耐高溫的陶瓷熱障涂層是先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)迅速發(fā)展提出的迫切需求。推重比10一級(jí)航空發(fā)動(dòng)機(jī)已采用了以氧化釔部分穩(wěn)定氧化鋯(YSZ)為陶瓷層的熱障涂層，推重比12～15等更高一級(jí)航空發(fā)動(dòng)機(jī)將設(shè)計(jì)采用工作溫度更高的超高溫熱障涂層。在先進(jìn)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中，高溫防護(hù)涂層與高溫結(jié)構(gòu)材料、高效冷卻并重為渦輪葉片的三大關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)。熱障涂層(TBCs)是將耐高溫、低導(dǎo)熱、抗腐蝕的陶瓷材料以涂層的形式與基體合金相復(fù)合，以降低金屬熱端部件表面溫度、提高基體合金抗高溫氧化腐蝕性航空材料學(xué)報(bào) 2012年6期2012-09-12
- 等離子噴涂熱障涂層材料彈性模量與硬度的壓痕測試分析
05）等離子噴涂熱障涂層材料彈性模量與硬度的壓痕測試分析毛衛(wèi)國，陳 強(qiáng)，張 斌，萬 杰（湘潭大學(xué) 材料與光電物理學(xué)院 低維材料及其應(yīng)用技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 湘潭411105）采用納米壓痕法，研究了經(jīng)高溫?zé)嵫h(huán)處理后的等離子噴涂熱障涂層材料彈性模量和硬度的拋物線式演變規(guī)律，并采用Weibull統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)納米壓痕測試數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理和分析，提高了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠性。結(jié)果表明，經(jīng)過高溫?zé)嵫h(huán)處理之后，不同位置處的熱障涂層彈性模量和硬度都呈現(xiàn)出明顯的各向異性材料工程 2011年10期2011-10-30
- 亞燃沖壓燃燒室隔熱屏壁溫試驗(yàn)研究
卻設(shè)計(jì)尤為困難。熱障涂層的使用能提高隔熱屏的耐溫能力，是沖壓燃燒室冷卻設(shè)計(jì)中所考慮的一個(gè)環(huán)節(jié)，但其隔熱效果尚需試驗(yàn)驗(yàn)證。另外，燃油噴射方式不僅對(duì)沖壓燃燒室的燃燒性能有影響，而且還對(duì)隔熱屏的壁溫分布有一定的影響。本文在某型可重復(fù)使用的二元亞燃沖壓燃燒室上，試驗(yàn)研究了涂覆熱障涂層和未涂覆熱障涂層兩組隔熱屏的壁溫分布情況，對(duì)比分析了熱障涂層的隔熱效果；同時(shí)，還試驗(yàn)研究了兩種不同燃油噴射方式對(duì)二元亞燃沖壓燃燒室隔熱屏壁溫的影響。2 亞燃沖壓燃燒室結(jié)構(gòu)簡介某型亞燃沖燃?xì)鉁u輪試驗(yàn)與研究 2011年2期2011-05-07
- 熱障涂層在航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片上的應(yīng)用研究
燃?xì)饬鞯辣砻鎳娡?span id="j5i0abt0b" class="hl">熱障涂層，對(duì)提高葉片承溫能力有非常直接的效果，并對(duì)短時(shí)間的超溫有很好的緩解作用。國外熱障涂層在軍、民航空發(fā)動(dòng)機(jī)上已獲廣泛應(yīng)用，據(jù)資料介紹，可取得50～150℃的隔熱效果。渦輪葉片工作溫度一般都接近其材料的許用溫度，此時(shí)如果渦輪葉片每降低15℃，其持久壽命約延長1倍。在結(jié)構(gòu)和冷卻效果不變的條件下，采用熱障涂層技術(shù)可以使葉片壽命延長約3～5倍；在保持零件壽命不變的條件下，減少冷卻空氣用量約20%～30%。從而大幅度提高性能、降低耗油率。因此，從航空發(fā)動(dòng)機(jī) 2011年2期2011-04-27
- 渦輪葉片等離子涂層應(yīng)力分析＊
所不能滿足的，而熱障涂層的應(yīng)用在很大程度上延伸了高溫合金使用的溫度范圍［1］。熱障涂層作為一種有效的熱防護(hù)技術(shù)，以其使用方便、效果顯著而受到越來越多的重視。從熱障涂層出現(xiàn)到現(xiàn)在其制造工藝日趨完善，已逐步由實(shí)驗(yàn)室研究階段進(jìn)入到使用階段，目前，熱障涂層被廣泛的應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)和能源工業(yè)中，尤其是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片中普遍應(yīng)用［2］。采用熱障涂層技術(shù)，可以在保持原有設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上減少用作葉片冷卻的空氣量，因此可以提高整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的推力。1 有限元分析模型熱障涂層系彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào) 2010年6期2010-12-07
- 帶熱障涂層單晶合金葉片模擬熱沖擊服役環(huán)境試驗(yàn)研究