SrZrO 3 -La 2 Ce 2 O 7 復(fù)合陶瓷的熱物理及其CMAS腐蝕性能研究
發(fā)布時間:2022-10-23 20:30
熱障涂層(Thermal Barrier Coatings,TBCs)通常被沉積在燃?xì)廨啓C熱端部件表面從而延長熱端部件的使用壽命和提高燃?xì)廨啓C效率。目前被廣泛使用的熱障涂層材料Y2O3部分穩(wěn)定ZrO2(YSZ)由于其高溫相變和燒結(jié)問題使其長期使用溫度在1200℃以下。開發(fā)具有能在更高溫度下工作的新型陶瓷熱障涂層材料是下一代高性能燃?xì)廨啓C的迫切需求。新型陶瓷熱障涂層材料SrZrO3的熱物理性能基本滿足下一代高性能燃?xì)廨啓C使用要求,但是升溫過程中存在的相變問題對該材料的使用不利。具有螢石結(jié)構(gòu)的La2Ce2O7在相同溫度范圍內(nèi)與YSZ相比具有較低的熱導(dǎo)率、較高的熱膨脹系數(shù)和優(yōu)異的高溫相穩(wěn)定性。為了利用二者的優(yōu)點,同時克服其不足,采用共沉淀-熱處理法合成了(1-x)SrZrO3-x La2Ce2O7(x=0,SZ;x=0.3,S7L3;x=0.5,S5L5...
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 熱障涂層概述
1.3 熱障涂層材料
1.3.1 單相熱障涂層材料
1.3.2 復(fù)合熱障涂層材料
1.4 CMAS腐蝕
1.4.1 CMAS腐蝕失效機理
1.4.2 抗CMAS腐蝕研究
1.5 本文的研究內(nèi)容及意義
1.5.1 研究內(nèi)容
1.5.2 研究意義
第二章 實驗過程和研究方法
2.1 實驗原料
2.2 陶瓷粉體和塊材的制備
2.2.1 陶瓷粉體的制備
2.2.2 陶瓷塊材的制備
2.3 SZ-LC陶瓷的性能分析
2.3.1 陶瓷樣品的熱重-差熱同步熱分析
2.3.2 陶瓷粉末與塊材的相組成分析
2.3.3 陶瓷粉末與塊材的顯微形貌分析
2.3.4 陶瓷塊材的力學(xué)性能分析
2.3.5 陶瓷塊材的熱物理性能分析
2.3.6 陶瓷塊材的抗CMAS腐蝕性能分析
第三章 SZ-LC陶瓷材料的制備及性能表征
3.1 SZ-LC陶瓷粉體的制備
3.1.1 SZ-LC粉末的TG-DSC分析
3.1.2 SZ-LC粉末的相分析
3.2 SZ-LC陶瓷塊材的制備
3.2.1 SZ-LC陶瓷塊材的相分析
3.2.2 SZ-LC陶瓷塊材的顯微形貌
3.3 SZ-LC陶瓷塊材的力學(xué)性能
3.3.1 SZ-LC陶瓷塊材的相對密度
3.3.2 SZ-LC陶瓷塊材的顯微硬度
3.3.3 SZ-LC陶瓷塊材的斷裂韌性
3.4 SZ-LC陶瓷塊材的熱物理性能
3.4.1 SZ-LC陶瓷塊材的相穩(wěn)定性
3.4.2 SZ-LC陶瓷塊材的熱膨脹系數(shù)
3.4.3 SZ-LC陶瓷塊材的熱導(dǎo)率
3.4.4 熱處理對陶瓷塊材熱物理性能的影響
3.5 本章小結(jié)
第四章 SZ-LC陶瓷塊材的CMAS腐蝕行為
4.1 CMAS粉末的制備
4.2 陶瓷粉末與CMAS粉末反應(yīng)的腐蝕產(chǎn)物分析
4.3 復(fù)合陶瓷經(jīng)CMAS腐蝕后的顯微形貌分析
4.3.1 SZ陶瓷塊材經(jīng)CMAS腐蝕后的顯微形貌
4.3.2 S7L3 陶瓷塊材經(jīng)CMAS腐蝕后的顯微形貌
4.3.3 S5L5 陶瓷塊材經(jīng)CMAS腐蝕后的顯微形貌
4.3.4 S3L7 陶瓷塊材經(jīng)CMAS腐蝕后的顯微形貌
4.3.5 LC陶瓷塊材經(jīng)CMAS腐蝕后的顯微形貌
4.4 CMAS對 SZ-LC陶瓷的腐蝕過程
4.5 CMAS腐蝕SZ-LC陶瓷的熱力學(xué)分析
4.6 SZ-LC陶瓷的抗CMAS腐蝕機理
4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
個人簡歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]等離子噴涂SrZrO3熱障涂層的CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)腐蝕行為[J]. 張珊榕,董紅英,馬文,尹軼川,李新慧,白玉,賈瑞靈. 中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報. 2017(01)
[2]La2(Zr0.7Ce0.3)2O7納米粉體的制備與表征[J]. 于方麗,白宇,張霞,韓朋德,管浩,倪澍,張長森. 人工晶體學(xué)報. 2015(05)
[3](La1-xMgx)2Ce2O7-x的合成與熱物理性能[J]. 楊斌,李林艷,范閩光,李斌,徐盛明,王建龍,林旭平. 無機材料學(xué)報. 2014(12)
[4]熱障涂層制備技術(shù)及陶瓷層材料的研究進(jìn)展[J]. 魏紹斌,陸峰,何利民,許振華. 熱噴涂技術(shù). 2013(01)
[5]CMAS滲入對等離子噴涂YSZ熱障涂層形貌的影響[J]. 何箐,劉新基,柳波,呂玉芬,汪瑞軍,王偉平. 中國表面工程. 2012(04)
[6]等離子噴涂La2(Zr0.7Ce0.3)2O7熱障涂層的抗熱震性能[J]. 項建英,陳樹海,黃繼華,趙興科,張華. 金屬學(xué)報. 2012(08)
[7]Y2O3與Gd2O3共摻雜SrZrO3熱障涂層材料的熱物理性能[J]. 馬文,宋峰雨,董紅英,許萍,倫文山,鄭學(xué)斌. 無機材料學(xué)報. 2012(02)
[8]檸檬酸法制備熱障涂層用La2Ce2O7粉體[J]. 張紅松,廖肅然,杜紅莉. 稀有金屬材料與工程. 2011(S1)
[9]氧化鋯基熱障涂層陶瓷材料的研究進(jìn)展[J]. 朱正權(quán),黃永章,李興彥,王力軍. 金屬功能材料. 2011(02)
[10]鈣鈦礦及A2B2O7型熱障涂層用陶瓷材料研究進(jìn)展[J]. 張紅松,朱濤,魏媛. 稀土. 2010(04)
碩士論文
[1]LaPO4陶瓷的制備及其抗CMAS腐蝕性能[D]. 雙迎釵.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2018
[2]EB-PVD熱障涂層CMAS侵蝕裂紋形成與擴展機制的實驗研究[D]. 羅園.湘潭大學(xué) 2015
[3]CMAS組分改變對EBPVD-熱障涂層微觀組織結(jié)構(gòu)的影響[D]. 聶曉旭.湘潭大學(xué) 2014
本文編號:3697071
【文章頁數(shù)】:83 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 引言
1.2 熱障涂層概述
1.3 熱障涂層材料
1.3.1 單相熱障涂層材料
1.3.2 復(fù)合熱障涂層材料
1.4 CMAS腐蝕
1.4.1 CMAS腐蝕失效機理
1.4.2 抗CMAS腐蝕研究
1.5 本文的研究內(nèi)容及意義
1.5.1 研究內(nèi)容
1.5.2 研究意義
第二章 實驗過程和研究方法
2.1 實驗原料
2.2 陶瓷粉體和塊材的制備
2.2.1 陶瓷粉體的制備
2.2.2 陶瓷塊材的制備
2.3 SZ-LC陶瓷的性能分析
2.3.1 陶瓷樣品的熱重-差熱同步熱分析
2.3.2 陶瓷粉末與塊材的相組成分析
2.3.3 陶瓷粉末與塊材的顯微形貌分析
2.3.4 陶瓷塊材的力學(xué)性能分析
2.3.5 陶瓷塊材的熱物理性能分析
2.3.6 陶瓷塊材的抗CMAS腐蝕性能分析
第三章 SZ-LC陶瓷材料的制備及性能表征
3.1 SZ-LC陶瓷粉體的制備
3.1.1 SZ-LC粉末的TG-DSC分析
3.1.2 SZ-LC粉末的相分析
3.2 SZ-LC陶瓷塊材的制備
3.2.1 SZ-LC陶瓷塊材的相分析
3.2.2 SZ-LC陶瓷塊材的顯微形貌
3.3 SZ-LC陶瓷塊材的力學(xué)性能
3.3.1 SZ-LC陶瓷塊材的相對密度
3.3.2 SZ-LC陶瓷塊材的顯微硬度
3.3.3 SZ-LC陶瓷塊材的斷裂韌性
3.4 SZ-LC陶瓷塊材的熱物理性能
3.4.1 SZ-LC陶瓷塊材的相穩(wěn)定性
3.4.2 SZ-LC陶瓷塊材的熱膨脹系數(shù)
3.4.3 SZ-LC陶瓷塊材的熱導(dǎo)率
3.4.4 熱處理對陶瓷塊材熱物理性能的影響
3.5 本章小結(jié)
第四章 SZ-LC陶瓷塊材的CMAS腐蝕行為
4.1 CMAS粉末的制備
4.2 陶瓷粉末與CMAS粉末反應(yīng)的腐蝕產(chǎn)物分析
4.3 復(fù)合陶瓷經(jīng)CMAS腐蝕后的顯微形貌分析
4.3.1 SZ陶瓷塊材經(jīng)CMAS腐蝕后的顯微形貌
4.3.2 S7L3 陶瓷塊材經(jīng)CMAS腐蝕后的顯微形貌
4.3.3 S5L5 陶瓷塊材經(jīng)CMAS腐蝕后的顯微形貌
4.3.4 S3L7 陶瓷塊材經(jīng)CMAS腐蝕后的顯微形貌
4.3.5 LC陶瓷塊材經(jīng)CMAS腐蝕后的顯微形貌
4.4 CMAS對 SZ-LC陶瓷的腐蝕過程
4.5 CMAS腐蝕SZ-LC陶瓷的熱力學(xué)分析
4.6 SZ-LC陶瓷的抗CMAS腐蝕機理
4.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果
個人簡歷
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]等離子噴涂SrZrO3熱障涂層的CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)腐蝕行為[J]. 張珊榕,董紅英,馬文,尹軼川,李新慧,白玉,賈瑞靈. 中國腐蝕與防護(hù)學(xué)報. 2017(01)
[2]La2(Zr0.7Ce0.3)2O7納米粉體的制備與表征[J]. 于方麗,白宇,張霞,韓朋德,管浩,倪澍,張長森. 人工晶體學(xué)報. 2015(05)
[3](La1-xMgx)2Ce2O7-x的合成與熱物理性能[J]. 楊斌,李林艷,范閩光,李斌,徐盛明,王建龍,林旭平. 無機材料學(xué)報. 2014(12)
[4]熱障涂層制備技術(shù)及陶瓷層材料的研究進(jìn)展[J]. 魏紹斌,陸峰,何利民,許振華. 熱噴涂技術(shù). 2013(01)
[5]CMAS滲入對等離子噴涂YSZ熱障涂層形貌的影響[J]. 何箐,劉新基,柳波,呂玉芬,汪瑞軍,王偉平. 中國表面工程. 2012(04)
[6]等離子噴涂La2(Zr0.7Ce0.3)2O7熱障涂層的抗熱震性能[J]. 項建英,陳樹海,黃繼華,趙興科,張華. 金屬學(xué)報. 2012(08)
[7]Y2O3與Gd2O3共摻雜SrZrO3熱障涂層材料的熱物理性能[J]. 馬文,宋峰雨,董紅英,許萍,倫文山,鄭學(xué)斌. 無機材料學(xué)報. 2012(02)
[8]檸檬酸法制備熱障涂層用La2Ce2O7粉體[J]. 張紅松,廖肅然,杜紅莉. 稀有金屬材料與工程. 2011(S1)
[9]氧化鋯基熱障涂層陶瓷材料的研究進(jìn)展[J]. 朱正權(quán),黃永章,李興彥,王力軍. 金屬功能材料. 2011(02)
[10]鈣鈦礦及A2B2O7型熱障涂層用陶瓷材料研究進(jìn)展[J]. 張紅松,朱濤,魏媛. 稀土. 2010(04)
碩士論文
[1]LaPO4陶瓷的制備及其抗CMAS腐蝕性能[D]. 雙迎釵.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué) 2018
[2]EB-PVD熱障涂層CMAS侵蝕裂紋形成與擴展機制的實驗研究[D]. 羅園.湘潭大學(xué) 2015
[3]CMAS組分改變對EBPVD-熱障涂層微觀組織結(jié)構(gòu)的影響[D]. 聶曉旭.湘潭大學(xué) 2014
本文編號:3697071
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