YAG/8YSZ雙陶瓷熱障涂層體系高溫氧化和CMAS腐蝕性能研究
發(fā)布時間：2021-04-17 12:24
熱障涂層（Thermal Barrier Coatings,TBCs）被應用于燃氣輪機高溫熱端部件,使基體合金可在更高溫度范圍服役。TBCs服役壽命及抗高溫氧化、CMAS腐蝕等性能是衡量TBCs功能的重要指標。新型TBCs材料釔鋁石榴石(Y3Al5O12,YAG)具有高的相穩(wěn)定性與隔氧性、低的熱導率及對CMAS的良好抗性,因其較低的熱膨脹系數設計了YAG/8YSZ雙陶瓷層TBCs結構。采用爆炸噴涂（D-GUN）制備粘結層（NiCoCrAlY）,大氣等離子噴涂（APS）制備YAG和8YSZ陶瓷層。利用SEM和XRD分析涂層氧化、腐蝕及熱震前后截面與表面特征,比較研究了大氣環(huán)境中8YSZ單陶瓷和YAG/8YSZ雙陶瓷TBCs體系的抗高溫氧化性能、抗CMAS腐蝕性能及CMAS與YAG之間的反應性,最后采用熱震實驗表征了2種涂層體系的循環(huán)壽命。高溫氧化失效是TBCs失效的主要模式之一。本文對比研究了8YSZ單陶瓷和YAG/8YSZ雙陶瓷TBCs體系在1100℃等溫氧化不同時間后的氧化增重動力學、YAG陶瓷層微觀結構與物相及熱生長...
【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省
【文章頁數】：77 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
隨涂層技術發(fā)展渦輪葉片材料服役溫度變化
究院、北京科技大學、清華大學、大連理工大學、學等單位相繼開展了多方面的研究工作，為高溫獻。燃氣渦輪發(fā)動機推重比的提高，其核心部件工作極限，故對熱障涂層深入的研究有著重大的意義一種隔熱材料，在高溫環(huán)境中，能形成從材料表向基體的傳導，從而達到隔熱的目的。層研究現狀層的結構功能可分為四層，基體（Substrate, Sub）、粘結層（BThermally Grown Oxide, TGO）和面層陶瓷層（協同作用且又相互獨立發(fā)揮其對應功能，保證了面層陶瓷層是隔熱功能實現的前提，是 TBCs 結構BCs 最經典的結構示意圖。
圖 1.5 爆炸噴涂粘結層顯微結構軍等[44]人研究了爆炸噴涂工藝制備 Al2O3/NiC究；在 700℃和 900℃下對噴涂試件進行加熱氧密，界面結合良好，無剝落、局部起伏嵌合狀態(tài)于 1％；經過加熱的組織中存在部分深色帶狀氧化時間的延長，有增多的趨勢。在整個加熱擴散，但可以觀察到部分 Al 元素存在遷移，O制備的陶瓷/金屬復合涂層對基體有較好的保護結層選用爆炸噴涂工藝制備。層的制備離子噴涂用來制備熱障涂層 TC 的方法。相比于 EB-PV本低、操作靈活、沉積效率高，其制備的熱障是地面燃機中的大尺寸部件，如燃燒室、導葉如圖 1.6 所示[49]。在等離子噴涂過程中，噴槍
【參考文獻】：
期刊論文
[1]熱處理溫度對爆炸噴涂Al2O3/NiCoCrAlYTa涂層組織性能的影響[J]. 衛(wèi)旭峰,徐濤,李德元,張廣偉. 材料熱處理學報. 2018(04)
[2]熱障涂層在CMAS環(huán)境下的失效與防護[J]. 楊姍潔,彭徽,郭洪波. 航空材料學報. 2018(02)
[3]熱噴涂納米結構La2Zr2O7（LZ）/8YSZ雙陶瓷熱障涂層[J]. 王鈾,王亮,劉賽月,劉勇,王超會,鄒志偉. 中國表面工程. 2016(01)
[4]爆炸噴涂工藝制備Al2O3/NiCoCrAlYTa復合涂層的高溫氧化研究[J]. 趙常軍,張寶衛(wèi),張躍東,張廣偉,王棟. 焊接技術. 2015(03)
[5]爆炸和超音速火焰噴涂MCrAlYX涂層的顯微結構、力學性能及抗氧化特性（英文）[J]. 高俊國,湯智慧,王長亮,郭孟秋,崔永靜. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(03)
[6]熱障涂層材料與技術的研究進展[J]. 撒世勇,王大偉. 腐蝕科學與防護技術. 2014(05)
[7]Sintering kinetics of YAG ceramics[J]. 黃毅華,江東亮,張景賢,陳忠明,林慶玲,黃政仁. Journal of Rare Earths. 2014(05)
[8]熱障涂層材料及其制備技術的研究進展[J]. 張?zhí)煊?吳超,熊征,周圣豐. 激光與光電子學進展. 2014(03)
[9]熱障涂層技術應用進展[J]. 劉超,彭瑾,張微,曹學強. 航天制造技術. 2012(04)
[10]CMAS環(huán)境下電子束物理氣相沉積熱障涂層的熱循環(huán)行為及失效機制[J]. 苗文輝,王璐,郭洪波,彭徽,王凱,宮聲凱. 復合材料學報. 2012(05)
碩士論文
[1]EBPVD熱障涂層與熔融CMAS化學反應產物ZrSiO4生長特點的表征[D]. 李國正.湘潭大學 2016
[2]等離子噴涂熱障涂層的氧化行為及失效分析[D]. 王迎亞.沈陽工業(yè)大學 2015
本文編號：3143450
【文章來源】：蘭州理工大學甘肅省
【文章頁數】：77 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
隨涂層技術發(fā)展渦輪葉片材料服役溫度變化
究院、北京科技大學、清華大學、大連理工大學、學等單位相繼開展了多方面的研究工作，為高溫獻。燃氣渦輪發(fā)動機推重比的提高，其核心部件工作極限，故對熱障涂層深入的研究有著重大的意義一種隔熱材料，在高溫環(huán)境中，能形成從材料表向基體的傳導，從而達到隔熱的目的。層研究現狀層的結構功能可分為四層，基體（Substrate, Sub）、粘結層（BThermally Grown Oxide, TGO）和面層陶瓷層（協同作用且又相互獨立發(fā)揮其對應功能，保證了面層陶瓷層是隔熱功能實現的前提，是 TBCs 結構BCs 最經典的結構示意圖。
圖 1.5 爆炸噴涂粘結層顯微結構軍等[44]人研究了爆炸噴涂工藝制備 Al2O3/NiC究；在 700℃和 900℃下對噴涂試件進行加熱氧密，界面結合良好，無剝落、局部起伏嵌合狀態(tài)于 1％；經過加熱的組織中存在部分深色帶狀氧化時間的延長，有增多的趨勢。在整個加熱擴散，但可以觀察到部分 Al 元素存在遷移，O制備的陶瓷/金屬復合涂層對基體有較好的保護結層選用爆炸噴涂工藝制備。層的制備離子噴涂用來制備熱障涂層 TC 的方法。相比于 EB-PV本低、操作靈活、沉積效率高，其制備的熱障是地面燃機中的大尺寸部件，如燃燒室、導葉如圖 1.6 所示[49]。在等離子噴涂過程中，噴槍
【參考文獻】：
期刊論文
[1]熱處理溫度對爆炸噴涂Al2O3/NiCoCrAlYTa涂層組織性能的影響[J]. 衛(wèi)旭峰,徐濤,李德元,張廣偉. 材料熱處理學報. 2018(04)
[2]熱障涂層在CMAS環(huán)境下的失效與防護[J]. 楊姍潔,彭徽,郭洪波. 航空材料學報. 2018(02)
[3]熱噴涂納米結構La2Zr2O7（LZ）/8YSZ雙陶瓷熱障涂層[J]. 王鈾,王亮,劉賽月,劉勇,王超會,鄒志偉. 中國表面工程. 2016(01)
[4]爆炸噴涂工藝制備Al2O3/NiCoCrAlYTa復合涂層的高溫氧化研究[J]. 趙常軍,張寶衛(wèi),張躍東,張廣偉,王棟. 焊接技術. 2015(03)
[5]爆炸和超音速火焰噴涂MCrAlYX涂層的顯微結構、力學性能及抗氧化特性（英文）[J]. 高俊國,湯智慧,王長亮,郭孟秋,崔永靜. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(03)
[6]熱障涂層材料與技術的研究進展[J]. 撒世勇,王大偉. 腐蝕科學與防護技術. 2014(05)
[7]Sintering kinetics of YAG ceramics[J]. 黃毅華,江東亮,張景賢,陳忠明,林慶玲,黃政仁. Journal of Rare Earths. 2014(05)
[8]熱障涂層材料及其制備技術的研究進展[J]. 張?zhí)煊?吳超,熊征,周圣豐. 激光與光電子學進展. 2014(03)
[9]熱障涂層技術應用進展[J]. 劉超,彭瑾,張微,曹學強. 航天制造技術. 2012(04)
[10]CMAS環(huán)境下電子束物理氣相沉積熱障涂層的熱循環(huán)行為及失效機制[J]. 苗文輝,王璐,郭洪波,彭徽,王凱,宮聲凱. 復合材料學報. 2012(05)
碩士論文
[1]EBPVD熱障涂層與熔融CMAS化學反應產物ZrSiO4生長特點的表征[D]. 李國正.湘潭大學 2016
[2]等離子噴涂熱障涂層的氧化行為及失效分析[D]. 王迎亞.沈陽工業(yè)大學 2015
本文編號：3143450
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