熱障涂層技術(shù)是航空發(fā)動機中葉片的重要防護技術(shù),有了高性能的熱障涂層可以對基體金屬進行充分的保護,提高葉片的使用壽命。納米結(jié)構(gòu)的涂層和燒綠石結(jié)構(gòu)的鋯酸鹽被認為是高性能熱障涂層的兩個重要的發(fā)展方向。懸浮液等離子噴涂技術(shù)大量應用到了納米涂層的制備研究中。本文中,制備了納米級的La2Zr2O7（LZ）粉體,為了提高納米鋯酸鑭涂層的使用壽命,加入納米8wt%Y2O3穩(wěn)定ZrO2（8YSZ）作為緩沖層,設計了新型的LZ/8YSZ梯度熱障涂層,利用懸浮液等離子噴涂技術(shù)制備納米結(jié)構(gòu)的LZ/8YSZ梯度熱障涂層,同時還制備了LZ/8YSZ納米雙陶瓷熱障涂層和LZ涂層,研究了三種涂層的高溫性能,并利用有限元分析的方法評價了梯度結(jié)構(gòu)對涂層的性能影響機理。通過有限元方法對梯度過渡結(jié)構(gòu)涂層的傳熱過程和熱應力進行分析比較,結(jié)果表明,梯度結(jié)構(gòu)可以有效地降低LZ與8YSZ涂層之間的應力突變,并且可以降低整個涂層系統(tǒng)中的應力極值,同時對隔熱性能幾乎沒有影響。對成分梯度過渡涂層結(jié)構(gòu)中的指數(shù)和層數(shù)進行了優(yōu)化設計,得出了最合理的梯度過渡涂層結(jié)構(gòu)。在熱震模擬分析中,隨著溫度的變化,涂層中的熱應力也隨之變化,梯度結(jié)構(gòu)涂層中的熱應... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：172 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

a)螢石b)燒綠石晶體結(jié)構(gòu)示意圖

圖 1-4 a)APS 和 b)EB-PVD 制備的涂層組織結(jié)構(gòu)[72]Fig. 1-4 Microstructures of coatings produced by a)APS and b)EB-PVD這樣的柱狀結(jié)構(gòu)目前可以通過懸浮液熱噴涂的方法實現(xiàn)，已經(jīng)有大量的報道研究了這種結(jié)構(gòu)的形成和測試涂層性能[73-75]。納米涂層技術(shù)是近年發(fā)展起來的，在國際表面工程領(lǐng)域中具有非常重要的地

懸浮液熱噴涂過程示意圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]納米結(jié)構(gòu)熱障涂層研究進展[J]. 黃亮亮,孟惠民,唐靜.  材料工程. 2014(08)
[2]新型高溫/超高溫熱障涂層及制備技術(shù)研究進展[J]. 郭洪波,宮聲凱,徐惠彬.  航空學報. 2014(10)
[3]La2Zr2O7彈性常數(shù)及最低熱導率的第一性原理計算[J]. 項建英,黃繼華,陳樹海,梁文建,趙興科,張華.  航空材料學報. 2012(05)
[4]高分散微細La2O3水懸浮液的球磨工藝及分散機理[J]. 江世好,黎向鋒,左敦穩(wěn),王宏宇,柳振平,許瑞華.  功能材料. 2012(13)
[5]稀土鋯酸鹽熱障涂層材料研究進展[J]. 項建英,陳樹海,黃繼華,周國棟,梁文建,汪瑞軍,何箐.  材料導報. 2012(01)
[6]液相熱噴涂技術(shù)研究進展[J]. 王超會,劉劍虹,王鈾.  金屬熱處理. 2011(08)
[7]熱障涂層在航空發(fā)動機渦輪葉片上的應用研究[J]. 張志強,宋文興,陸海鷹.  航空發(fā)動機. 2011(02)
[8]熱障涂層材料的研究進展[J]. 韓玉君,葉福興,王志平,丁坤英.  材料保護. 2011(03)
[9]燃料及燃料/氧化劑比對LaFeO3納米粉體的影響[J]. 李小慈,周俊藝,楊駿,唐渝,張淵明.  中國稀土學報. 2010(06)
[10]大氣等離子噴涂鋯酸鑭熱障涂層[J]. 王璟,白書欣,李順,張長瑞.  金屬熱處理. 2010(04)

碩士論文
[1]ZrO2的力學和熱力學性質(zhì)及摻雜的第一性原理研究[D]. 王偉.北京化工大學 2015



本文編號：3215446