熱障涂層（TBCs）作為關(guān)鍵熱防護技術(shù)廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動機熱端部件,有效延長了熱端部件的服役壽命,顯著提高了其工作溫度。但在服役過程中一些大氣沉積物CMAS（CaO-MgO-Al₂O₃-SiO₂）高溫熔融,沿著孔隙和裂紋等缺陷從表面滲入熱障涂層內(nèi)部。在熱力化耦合作用下,熱障涂層的熱力學性能退化,失去了原有的微觀形貌,最終導致涂層過早失效。因此,當前熱障涂層的安全應(yīng)用以及改進設(shè)計需要在深入理解CMAS腐蝕熱障涂層失效機制的前提下才能有效的進行。當前熱障涂層的CMAS腐蝕失效研究大都專注于失效后的力學性能,微觀結(jié)構(gòu),相結(jié)構(gòu)等的檢測。對于其失效過程的實時檢測的研究相對匱乏。因此,本文通過無損檢測技術(shù)手段研究了在恒溫爐內(nèi)熱循環(huán)以及快速升溫降溫熱循環(huán)環(huán)境下CMAS腐蝕熱障涂層的失效過程,并結(jié)合SEM,XRD,EDS等常規(guī)檢測技術(shù)解釋分析其不同環(huán)境下的失效模式。主要研究內(nèi)容包括:1、恒溫爐內(nèi)高溫CMAS腐蝕實驗過程的聲發(fā)射檢測及宏觀形貌,表界面微觀形貌,相結(jié)構(gòu)的表征。根據(jù)文獻調(diào)研確定實驗室配制的CMAS成分并進行制備,研磨至實驗可用... 

【文章來源】：湘潭大學湖南省

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

熱障涂層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

圖 1.2 APS 工作原理示意圖[17] 1.3 APS 涂層典型微觀結(jié)構(gòu)：(a) 界面微觀結(jié)構(gòu)；(b) 表面微觀結(jié)世紀 80 年代美國首次在實驗室采用電子束物理氣相沉積法制障涂層[20, 21]。之后該技術(shù)在各國得到了廣泛的研究，成為熱不可缺少的關(guān)鍵技術(shù)。其工作原理是利用高能電子束加熱熱熔化并在磁場的作用下蒸發(fā)至金屬表面，長成柱狀結(jié)構(gòu)的熱(b)

最終導致涂層的剝落失效；由表面結(jié)構(gòu)微觀結(jié)構(gòu)可以看到涂層表面粗糙度很大，沉積在陶瓷層表面未熔化的顆粒之間形成了孔隙，一定程度上提高了熱障涂層的隔熱效果[18, 19]。圖 1.2 APS 工作原理示意圖[17]等離子氣體+電流陰極水冷陽極絕緣體 粉末口涂層工件(a) (b)

【參考文獻】：
期刊論文
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[9]電子束物理氣相沉積（EB-PVD）技術(shù)研究及應(yīng)用進展[J]. 劉景順,曾崗,李明偉,楊森,郭洪飛.  材料導報. 2007(S3)
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碩士論文
[1]基于CT法的火山灰腐蝕APS熱障涂層內(nèi)部孔隙演化規(guī)律表征[D]. 蔡新妮.湘潭大學 2018
[2]熱障涂層高溫CMAS腐蝕應(yīng)變場的DIC表征與分析[D]. 楊嬌.湘潭大學 2016
[3]熱障涂層高溫CMAS腐蝕失效的聲發(fā)射檢測與模式識別[D]. 陽甜甜.湘潭大學 2016
[4]基于聲發(fā)射信號分析的熱障涂層損傷模式識別研究[D]. 康海松.湘潭大學 2014
[5]TBC熱障涂層熱循環(huán)的紅外監(jiān)測[D]. 李果.首都師范大學 2013



本文編號：3340639