隨著航空發(fā)動機高推重比的要求,發(fā)動機熱端部件材料工作時所處的環(huán)境越來越嚴苛。作為航空發(fā)動機關(guān)鍵部件之一的葉片,其表面必須制備有防護涂層才能滿足服役要求。鉑改性鋁化物涂層以其制作簡單、抗氧化性能好等優(yōu)點而在航空發(fā)動機葉片上獲得廣泛應(yīng)用。但實際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn),基體與涂層之間的互擴散嚴重影響了基體和涂層的使用壽命,因此有必要對互擴散過程進行研究。本文選取不同厚度的N5和IC21鎳基單晶高溫合金為基體材料,在基體上制備鉑改性鋁化物(Pt Al、Re Pt Al)涂層,并對帶有涂層的樣品在1100℃和1150℃下進行靜態(tài)氧化。通過對制備態(tài)樣品和靜態(tài)氧化不同時間的樣品進行X射線衍射儀(XRD)分析、掃描電子顯微鏡(SEM)觀察、X射線能譜儀(EDS)分析、電子探針(EPMA)分析和透射電子顯微鏡(TEM)觀察等來研究靜態(tài)氧化過程基體與涂層間的互擴散行為以及基體厚度對互擴散的影響。主要研究結(jié)果如下:(1)涂層樣品進行熱擴散處理后,基體與涂層之間存在互擴散帶(IDZ)。隨著氧化時間的增加,互擴散厚度變化較小,難熔金屬元素聚集;二次反應(yīng)區(qū)的厚度變厚,硬質(zhì)相逐漸長大。(2)N5基體/Pt Al涂層樣品進行11...

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 鎳基單晶研究進展
        1.2.1 單晶高溫合金成分發(fā)展的主要特點
        1.2.2 單晶高溫合金主要強化元素的作用
    1.3 高溫防護涂層研究進展
        1.3.1 擴散涂層
            1.3.1.1 滲鋁涂層
            1.3.1.2 改性鋁化物涂層
        1.3.2 包覆涂層
        1.3.3 熱障涂層(TBCs)
    1.4 互擴散影響及進展
        1.4.1 互擴散對基體的影響
        1.4.2 互擴散對涂層的影響
        1.4.3 擴散障的進展
    1.5 研究內(nèi)容與目的
        1.5.1 研究目的
        1.5.2 研究內(nèi)容
第二章 材料與方法
    2.1 試驗材料
        2.1.1 基體合金材料
        2.1.2 涂層材料
    2.2 涂層制備
        2.2.1 PtAl涂層的制備
        2.2.2 RePtAl涂層的制備
    2.3 試驗與表征
        2.3.1 氧化試驗
        2.3.2 XRD表征相結(jié)構(gòu)
        2.3.3 SEM表征形貌
        2.3.4 EPMA和 EDS表征元素分布
        2.3.5 TEM表征結(jié)構(gòu)
第三章 N5單晶與PtAl涂層之間的互擴散
    3.1 引言
    3.2 實驗結(jié)果
        3.2.1 制備態(tài)PtAl涂層的形貌及相組成
        3.2.2 高溫氧化過程中PtAl涂層的表面微觀形貌及及組織演化
        3.2.3 1100℃高溫下PtAl涂層與N5基體間的互擴散
    3.3 本章小結(jié)
第四章 IC21 單晶與Pt Al涂層之間的互擴散
    4.1 引言
    4.2 實驗結(jié)果
        4.2.1 制備態(tài)PtAl涂層的形貌及相組成
        4.2.2 高溫氧化過程中PtAl涂層的表面微觀形貌及組織演化
        4.2.3 1150℃高溫下Pt Al涂層與IC21 基體間的互擴散
    4.3 本章小結(jié)
第五章 IC21 單晶與RePtAl涂層之間的互擴散
    5.1 引言
    5.2 實驗結(jié)果
        5.2.1 制備態(tài)RePtAl涂層的形貌及相組成
        5.2.2 高溫氧化過程中RePtAl涂層的表面微觀形貌及及組織演化
        5.2.3 1150℃高溫下RePtAl涂層與IC21 基體間的互擴散
    5.3 RePtAl涂層的TEM表征
    5.4 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文
致謝



本文編號：3791288