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(shí)間:2021-04-17 12:24
熱障涂層(Thermal Barrier Coatings,TBCs)被應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)高溫?zé)岫瞬考?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(biāo)。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(dǎo)率及對CMAS的良好抗性,因其較低的熱膨脹系數(shù)設(shè)計(jì)了YAG/8YSZ雙陶瓷層TBCs結(jié)構(gòu)。采用爆炸噴涂(D-GUN)制備粘結(jié)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(yīng)性,最后采用熱震實(shí)驗(yàn)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(shí)間后的氧化增重動(dòng)力學(xué)、YAG陶瓷層微觀結(jié)構(gòu)與物相及熱生長...
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
隨涂層技術(shù)發(fā)展渦輪葉片材料服役溫度變化
究院、北京科技大學(xué)、清華大學(xué)、大連理工大學(xué)、學(xué)等單位相繼開展了多方面的研究工作,為高溫獻(xiàn)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)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(dǎo),從而達(dá)到隔熱的目的。層研究現(xiàn)狀層的結(jié)構(gòu)功能可分為四層,基體(Substrate, Sub)、粘結(jié)層(BThermally Grown Oxide, TGO)和面層陶瓷層(協(xié)同作用且又相互獨(dú)立發(fā)揮其對應(yīng)功能,保證了面層陶瓷層是隔熱功能實(shí)現(xiàn)的前提,是 TBCs 結(jié)構(gòu)BCs 最經(jīng)典的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖 1.5 爆炸噴涂粘結(jié)層顯微結(jié)構(gòu)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(jìn)行加熱氧密,界面結(jié)合良好,無剝落、局部起伏嵌合狀態(tài)于 1%;經(jīng)過加熱的組織中存在部分深色帶狀氧化時(shí)間的延長,有增多的趨勢。在整個(gè)加熱擴(kuò)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(fù)合涂層對基體有較好的保護(hù)結(jié)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(jī)中的大尺寸部件,如燃燒室、導(dǎo)葉如圖 1.6 所示[49]。在等離子噴涂過程中,噴槍
【參考文獻(xiàn)】:
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(xué)報(bào). 2018(04)
[2]熱障涂層在CMAS環(huán)境下的失效與防護(hù)[J]. 楊?yuàn)櫇?彭徽,郭洪波. 航空材料學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]熱噴涂納米結(jié)構(gòu)La2Zr2O7(LZ)/8YSZ雙陶瓷熱障涂層[J]. 王鈾,王亮,劉賽月,劉勇,王超會(huì),鄒志偉. 中國表面工程. 2016(01)
[4]爆炸噴涂工藝制備Al2O3/NiCoCrAlYTa復(fù)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(shù). 2015(03)
[5]爆炸和超音速火焰噴涂MCrAlYX涂層的顯微結(jié)構(gòu)、力學(xué)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(shù)的研究進(jìn)展[J]. 撒世勇,王大偉. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 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(shù)的研究進(jìn)展[J]. 張?zhí)煊?吳超,熊征,周圣豐. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2014(03)
[9]熱障涂層技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展[J]. 劉超,彭瑾,張微,曹學(xué)強(qiáng). 航天制造技術(shù). 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(jī)制[J]. 苗文輝,王璐,郭洪波,彭徽,王凱,宮聲凱. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2012(05)
碩士論文
[1]EBPVD熱障涂層與熔融CMAS化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物ZrSiO4生長特點(diǎn)的表征[D]. 李國正.湘潭大學(xué) 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(xué) 2015
本文編號(hào):3143450
【文章來源】:蘭州理工大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:77 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
隨涂層技術(shù)發(fā)展渦輪葉片材料服役溫度變化
究院、北京科技大學(xué)、清華大學(xué)、大連理工大學(xué)、學(xué)等單位相繼開展了多方面的研究工作,為高溫獻(xiàn)。燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)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(dǎo),從而達(dá)到隔熱的目的。層研究現(xiàn)狀層的結(jié)構(gòu)功能可分為四層,基體(Substrate, Sub)、粘結(jié)層(BThermally Grown Oxide, TGO)和面層陶瓷層(協(xié)同作用且又相互獨(dú)立發(fā)揮其對應(yīng)功能,保證了面層陶瓷層是隔熱功能實(shí)現(xiàn)的前提,是 TBCs 結(jié)構(gòu)BCs 最經(jīng)典的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖 1.5 爆炸噴涂粘結(jié)層顯微結(jié)構(gòu)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(jìn)行加熱氧密,界面結(jié)合良好,無剝落、局部起伏嵌合狀態(tài)于 1%;經(jīng)過加熱的組織中存在部分深色帶狀氧化時(shí)間的延長,有增多的趨勢。在整個(gè)加熱擴(kuò)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(fù)合涂層對基體有較好的保護(hù)結(jié)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(jī)中的大尺寸部件,如燃燒室、導(dǎo)葉如圖 1.6 所示[49]。在等離子噴涂過程中,噴槍
【參考文獻(xiàn)】:
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(xué)報(bào). 2018(04)
[2]熱障涂層在CMAS環(huán)境下的失效與防護(hù)[J]. 楊?yuàn)櫇?彭徽,郭洪波. 航空材料學(xué)報(bào). 2018(02)
[3]熱噴涂納米結(jié)構(gòu)La2Zr2O7(LZ)/8YSZ雙陶瓷熱障涂層[J]. 王鈾,王亮,劉賽月,劉勇,王超會(huì),鄒志偉. 中國表面工程. 2016(01)
[4]爆炸噴涂工藝制備Al2O3/NiCoCrAlYTa復(fù)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(shù). 2015(03)
[5]爆炸和超音速火焰噴涂MCrAlYX涂層的顯微結(jié)構(gòu)、力學(xué)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(shù)的研究進(jìn)展[J]. 撒世勇,王大偉. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 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(shù)的研究進(jìn)展[J]. 張?zhí)煊?吳超,熊征,周圣豐. 激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2014(03)
[9]熱障涂層技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展[J]. 劉超,彭瑾,張微,曹學(xué)強(qiáng). 航天制造技術(shù). 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(jī)制[J]. 苗文輝,王璐,郭洪波,彭徽,王凱,宮聲凱. 復(fù)合材料學(xué)報(bào). 2012(05)
碩士論文
[1]EBPVD熱障涂層與熔融CMAS化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物ZrSiO4生長特點(diǎn)的表征[D]. 李國正.湘潭大學(xué) 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(xué) 2015
本文編號(hào):3143450
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