發(fā)布時間：2017-04-13 19:01

  本文關(guān)鍵詞：CVD法制備釔改性鋁化物涂層工藝及性能研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：空心氣冷葉片可以有效提升航空渦輪發(fā)動機的工作溫度,但是葉片內(nèi)腔發(fā)生的高溫氧化和熱腐蝕是限制航空發(fā)動機使用壽命的主要因素。使用化學(xué)氣相沉積(CVD)法在空心葉片內(nèi)腔表面涂覆鋁化物涂層可以有效提升其使用壽命。相對于單一鋁化物涂層,改性鋁化物涂層擁有更強的抗高溫氧化以及抗熱腐蝕能力,因此其制備工藝是目前研究的重點。本課題通過對反應(yīng)過程中熱力學(xué)以及動力學(xué)過程進行分析計算,研究了CVD法釔改性鋁化物涂層的共沉積工藝,并通過試驗對工藝的設(shè)計進行驗證。最終的試驗結(jié)果表明,使用950℃的反應(yīng)溫度、400mbar的反應(yīng)壓強以及摩爾比為8:2的鋁釔滲劑配比可以成功的在Inconel 718鎳基高溫合金表面制備稀土釔改性鋁化物涂層。隨后本文采用多種檢測手段對涂層的組織成分以及釔的作用進行了分析和研究,結(jié)果表明:釔可以促進鋁和鎳的擴散,提升涂層中鋁的含量,并降低涂層的顯微硬度。隨著反應(yīng)時間的延長,涂層中鋁和釔的含量會有所提升,涂層的組織結(jié)構(gòu)則由單一β-Ni Al相向β-Ni Al和Ni5Al3的混合相轉(zhuǎn)變。本課題同時還進行了1100℃下60小時的高溫氧化試驗,結(jié)果表明相對于單一鋁化物涂層,釔改性鋁化物涂層的抗高溫氧化能力有著明顯的提高。涂層的抗高溫氧化性能隨著釔含量的增加而提升。
【關(guān)鍵詞】：稀土 釔改性鋁化物涂層 CVD 制備工藝 鎳基高溫合金
【學(xué)位授予單位】：機械科學(xué)研究總院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 引言10-11
• 1.2 高溫防護涂層的發(fā)展11-15
• 1.2.1 鋁化物及改性鋁化物涂層12-14
• 1.2.2 熱障涂層14-15
• 1.3 鋁化物涂層的制備工藝15-16
• 1.4 改性鋁化物涂層的研究現(xiàn)狀16-17
• 1.5 研究背景及意義17-19
• 1.6 主要工作19-20
• 第二章 釔改性鋁化物涂層CVD法制備工藝及設(shè)備研究20-31
• 2.1 試驗用基體材料20-21
• 2.2 CVD法制備改性鋁化物涂層設(shè)備21-22
• 2.3 CVD法制備鋁釔涂層工藝研究22-30
• 2.3.1 鋁釔涂層制備原理22
• 2.3.2 鋁釔涂層制備材料研究22-23
• 2.3.3 鋁釔涂層制備工藝流程23-24
• 2.3.4 鋁釔涂層制備工藝參數(shù)研究24-29
• 2.3.5 試驗結(jié)果29-30
• 2.4 本章小結(jié)30-31
• 第三章 釔改性鋁化物涂層成分及組織結(jié)構(gòu)研究31-51
• 3.1 試驗材料及實驗設(shè)備31-33
• 3.1.1 檢測設(shè)備及檢測手段31
• 3.1.2 金相試驗31
• 3.1.3 SEM及EDS試驗31-32
• 3.1.4 XRD試驗32
• 3.1.5 硬度測量試驗32-33
• 3.2 試驗結(jié)果33-45
• 3.2.1 單一鋁化物涂層組織與結(jié)構(gòu)成分33-36
• 3.2.2 鋁釔涂層組織與結(jié)構(gòu)成分36-44
• 3.2.3 鋁釔涂層的硬度變化44-45
• 3.3 分析與討論45-50
• 3.3.1 鋁釔涂層中釔的擴散機理分析45-46
• 3.3.2 釔對涂層中鋁和鎳的濃度影響機理46-47
• 3.3.3 涂層生長機制探討47-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 第四章 釔改性鋁化物涂層抗高溫氧化性能研究51-56
• 4.1 試驗材料設(shè)備及試驗方法51-52
• 4.1.1 試驗材料及設(shè)備51
• 4.1.2 試驗方法51-52
• 4.2 試驗結(jié)果及分析52-55
• 4.2.1 高溫氧化試驗結(jié)果52-53
• 4.2.2 釔對提高鎳基合金抗高溫氧化性能的作用機理分析53-55
• 4.3 本章小結(jié)55-56
• 第五章 結(jié)論56-58
• 5.1 全文主要成果和結(jié)論56-57
• 5.2 本論文的主要創(chuàng)新點57-58
• 參考文獻58-62
• 致謝62-63
• 附錄：攻讀碩士學(xué)位期間的主要工作及發(fā)表的文章63

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本文編號：304235