航空發(fā)動機(jī)熱端部件的許用溫度與涂覆其表面的熱障涂層的阻熱性能有關(guān),而這種阻熱性能受涂層結(jié)構(gòu)特征的影響較大,但是前人對結(jié)構(gòu)特征的分析多側(cè)重于孔隙率,并未深入考慮孔隙形狀和分布的影響。本文引入與熱導(dǎo)率相關(guān)的孔隙形狀因子和分布因子,建立涂層結(jié)構(gòu)特征與熱導(dǎo)率之間的聯(lián)系,量化地分析了涂層結(jié)構(gòu)對涂層阻熱性能的影響。首先,本文采用新型造孔工藝制備了孔隙可控的熱障涂層。這種工藝?yán)萌苣z凝膠法在聚苯酯粉末表面包覆“高溫保護(hù)膜”氧化鈦。將包覆后的聚苯酯粉末與氧化釔部分穩(wěn)定氧化鋯（YSZ）微粉經(jīng)噴霧造粒法團(tuán)聚,得到最終的涂層噴涂粉末。通過等離子噴涂方法制備孔隙率可控的陶瓷面層,并將涂層的孔隙率控制在2.5%,11.5%,24.4%,30.1%四種范圍。接下來利用掃描電鏡分析不同孔隙率涂層的截面形貌及孔隙結(jié)構(gòu),統(tǒng)計了對熱導(dǎo)率影響較大的形狀特征和分布特征,包括孔隙縱橫比、傾斜角及孔隙至涂層熱輸入表面距離等,依此定義了與涂層熱導(dǎo)率有關(guān)的形狀熱導(dǎo)系數(shù)λ_c及分布熱導(dǎo)系數(shù)λ_d,建立了熱導(dǎo)率關(guān)于孔隙結(jié)構(gòu)的表達(dá)式。然后利用激光閃射法測量了涂層100-900℃環(huán)境下的熱導(dǎo)率,擬合得... 

【文章來源】：中國民航大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 熱障涂層概述
    1.2 熱障涂層的阻熱機(jī)制
        1.2.1 陶瓷材料的阻熱機(jī)理
        1.2.2 YSZ陶瓷材料的阻熱性能
        1.2.3 YSZ涂層結(jié)構(gòu)特征對阻熱的影響
    1.3 熱障涂層阻熱的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的研究背景與意義
    1.5 本文的研究目標(biāo)與研究內(nèi)容
第二章 試驗材料、設(shè)備及方法
    2.1 熱障涂層的制備
        2.1.1 試驗材料及試驗設(shè)備
        2.1.2 包覆型PHB微粉的制備
        2.1.3 團(tuán)聚型噴涂粉末的制備
        2.1.4 多孔結(jié)構(gòu)熱障涂層的制備
        2.1.5 金相試樣的制備
    2.2 噴涂粉末及涂層形貌的表征方法
        2.2.1 微觀結(jié)構(gòu)形貌表征
        2.2.2 包覆型微粉成分分析
    2.3 涂層阻熱性能測試
        2.3.1 涂層熱導(dǎo)率測試
        2.3.2 涂層阻熱性能測試
第三章 噴涂粉末及涂層的形貌與成分
    3.1 包覆型粉末的分析
        3.1.1 包覆型粉末微觀結(jié)構(gòu)觀察
        3.1.2 包覆型粉末中的PHB含量測試
    3.2 團(tuán)聚型粉末的形貌
    3.3 涂層截面形貌
        3.3.1 涂層孔隙的產(chǎn)生機(jī)制
        3.3.2 不同涂層截面形貌對比
    3.4 本章小結(jié)
第四章 熱障涂層孔隙結(jié)構(gòu)特征與熱導(dǎo)率的關(guān)系
    4.1 孔隙結(jié)構(gòu)對涂層熱導(dǎo)率的影響
        4.1.1 孔隙形狀對導(dǎo)熱的影響
        4.1.2 孔隙分布對導(dǎo)熱的影響
    4.2 涂層熱導(dǎo)率分析
    4.3 熱導(dǎo)率結(jié)構(gòu)系數(shù)的確定
    4.4 本章小結(jié)
第五章 不同結(jié)構(gòu)特征的涂層阻熱性能分析
    5.1 孔隙率相同的熱障涂層的結(jié)構(gòu)特征
    5.2 中溫環(huán)境阻熱性能分析
    5.3 高溫環(huán)境阻熱性能分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
作者簡介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]熱噴涂層孔隙及對涂層性能影響的研究現(xiàn)狀[J]. 周羊羊,馬國政,王海斗,李國祿,陳書贏,王海軍,劉明.  材料導(dǎo)報. 2016(17)
[2]多孔材料有效導(dǎo)熱系數(shù)的實驗和模型研究[J]. 付文強(qiáng),高輝,薛征欣,關(guān)衛(wèi)軍,韓飛,王興東.  中國測試. 2016(05)
[3]層狀熱障涂層孔隙微結(jié)構(gòu)對其隔熱性能影響的數(shù)值研究[J]. 凌錫祥,王玉璋,王星,李佳莉.  中國有色金屬學(xué)報. 2015(02)
[4]熱噴涂復(fù)合材料及其對環(huán)境的影響[J]. 桑軒,解念鎖.  科技創(chuàng)新與應(yīng)用. 2015(04)
[5]熱障涂層技術(shù)在航空發(fā)動機(jī)上的應(yīng)用與發(fā)展[J]. 牟仁德,陸峰,何利民,賀世美,黃光宏.  熱噴涂技術(shù). 2009(01)
[6]熱障涂層熱導(dǎo)率的研究進(jìn)展[J]. 史國棟,陳貴清,梁軍,杜善義.  材料導(dǎo)報. 2006(10)
[7]航空發(fā)動機(jī)熱障涂層材料體系的研究[J]. 徐惠彬,宮聲凱,劉福順.  航空學(xué)報. 2000(01)

博士論文
[1]等離子噴涂三元納米ZrO2-Y2O3/CeO2熱障涂層的組織與性能研究[D]. 宮文彪.吉林大學(xué) 2007



本文編號：3387535