重型運(yùn)載火箭發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪部件富氧燃?xì)馔ǖ栏邷胤雷o(hù)涂層技術(shù)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-12-22 00:53
針對(duì)液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)富氧燃?xì)馔ǖ赖膫鹘y(tǒng)搪瓷涂層在高溫、高壓、高速燃?xì)鉀_刷工作環(huán)境下存在的開(kāi)裂和脫落問(wèn)題,對(duì)金屬陶瓷復(fù)合涂層進(jìn)行了高溫氧化防護(hù)技術(shù)研究。采用噴涂和真空燒結(jié)工藝在高溫合金基材表面制備了金屬陶瓷復(fù)合涂層,對(duì)其組織結(jié)構(gòu)、物理特性和高溫抗氧化、熱震、抗火焰沖刷性能進(jìn)行了分析和試驗(yàn)。結(jié)果表明,金屬陶瓷復(fù)合涂層通過(guò)真空熱擴(kuò)散形成了多孔組織,在1000℃氧化和冷熱交變環(huán)境下表現(xiàn)出優(yōu)異的抗氧化、抗熱震性能,能夠承受1100℃、1馬赫燃?xì)鉀_刷。
【文章來(lái)源】:載人航天. 2020,26(01)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
金屬陶瓷復(fù)合涂層微觀形貌
涂層X(jué)RD譜如圖2所示,復(fù)合涂層中存在γ-Ni、Cr、ZrO2和Ba(Si2O5)的晶體相,沒(méi)有明顯的非晶衍射峰。分析認(rèn)為,真空熱擴(kuò)散過(guò)程中金屬和陶瓷未參與玻璃粘結(jié)劑的軟化和致密化,各組分物理屬性在復(fù)合涂層中均得到保留。由于涂層燒結(jié)溫度高于鎳再結(jié)晶溫度710 ℃,燒結(jié)過(guò)程中鎳晶粒迅速長(zhǎng)大,晶界晶格畸變?cè)黾?能量下降,促進(jìn)了涂層中鎳的擴(kuò)散連接以及涂層與鎳層、鎳層與基材的擴(kuò)散連接,使涂層中形成具有一定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的金屬骨架,并在層間形成牢固的冶金結(jié)合;另外,涂層中所加Cr的晶格常數(shù)(2.8846)比鎳的晶格常數(shù)(3.5236)小,且其體心立方八面體結(jié)構(gòu)的間隙數(shù)與原子數(shù)之比較Ni的面心立方八面體結(jié)構(gòu)的小許多,鉻在鎳中擴(kuò)散極快,促進(jìn)了網(wǎng)格的連接和強(qiáng)度[4]。
沖擊試驗(yàn)后沖擊區(qū)域涂層出現(xiàn)直徑約3 mm、深度約1 mm的凹坑變形,變形區(qū)域及其邊緣涂層未出現(xiàn)任何的開(kāi)裂、脫落痕跡,如圖4所示。圖4 沖擊變形后涂層宏觀形貌
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鎳基高溫合金上雙層搪瓷-陶瓷復(fù)合涂層1000℃氧化機(jī)理[J]. 沈明禮,朱圣龍,王福會(huì). 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2012(01)
[2]中國(guó)重型運(yùn)載火箭動(dòng)力系統(tǒng)研究[J]. 譚永華. 火箭推進(jìn). 2011(01)
[3]載人登月主動(dòng)力——大推力液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)研究[J]. 李斌,欒希亭,張小平. 載人航天. 2011(01)
本文編號(hào):3545479
【文章來(lái)源】:載人航天. 2020,26(01)北大核心CSCD
【文章頁(yè)數(shù)】:6 頁(yè)
【部分圖文】:
金屬陶瓷復(fù)合涂層微觀形貌
涂層X(jué)RD譜如圖2所示,復(fù)合涂層中存在γ-Ni、Cr、ZrO2和Ba(Si2O5)的晶體相,沒(méi)有明顯的非晶衍射峰。分析認(rèn)為,真空熱擴(kuò)散過(guò)程中金屬和陶瓷未參與玻璃粘結(jié)劑的軟化和致密化,各組分物理屬性在復(fù)合涂層中均得到保留。由于涂層燒結(jié)溫度高于鎳再結(jié)晶溫度710 ℃,燒結(jié)過(guò)程中鎳晶粒迅速長(zhǎng)大,晶界晶格畸變?cè)黾?能量下降,促進(jìn)了涂層中鎳的擴(kuò)散連接以及涂層與鎳層、鎳層與基材的擴(kuò)散連接,使涂層中形成具有一定網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的金屬骨架,并在層間形成牢固的冶金結(jié)合;另外,涂層中所加Cr的晶格常數(shù)(2.8846)比鎳的晶格常數(shù)(3.5236)小,且其體心立方八面體結(jié)構(gòu)的間隙數(shù)與原子數(shù)之比較Ni的面心立方八面體結(jié)構(gòu)的小許多,鉻在鎳中擴(kuò)散極快,促進(jìn)了網(wǎng)格的連接和強(qiáng)度[4]。
沖擊試驗(yàn)后沖擊區(qū)域涂層出現(xiàn)直徑約3 mm、深度約1 mm的凹坑變形,變形區(qū)域及其邊緣涂層未出現(xiàn)任何的開(kāi)裂、脫落痕跡,如圖4所示。圖4 沖擊變形后涂層宏觀形貌
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]鎳基高溫合金上雙層搪瓷-陶瓷復(fù)合涂層1000℃氧化機(jī)理[J]. 沈明禮,朱圣龍,王福會(huì). 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2012(01)
[2]中國(guó)重型運(yùn)載火箭動(dòng)力系統(tǒng)研究[J]. 譚永華. 火箭推進(jìn). 2011(01)
[3]載人登月主動(dòng)力——大推力液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)研究[J]. 李斌,欒希亭,張小平. 載人航天. 2011(01)
本文編號(hào):3545479
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