大氣等離子噴涂熱障涂層已廣泛應(yīng)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)和地面燃?xì)廨啓C(jī),以降低合金部件的溫度和提高其服役壽命。熱障涂層體系可分為四層結(jié)構(gòu):陶瓷層、金屬粘結(jié)層、陶瓷層與粘結(jié)層界面上形成的氧化層和高溫合金基體。熱障涂層失效的驅(qū)動(dòng)力主要來(lái)自于因陶瓷和金屬熱膨脹系數(shù)不匹配產(chǎn)生的熱應(yīng)力以及界面氧化層的影響。通過(guò)改變陶瓷層的顯微結(jié)構(gòu)和粘結(jié)層的氧化行為及其結(jié)構(gòu),都會(huì)降低裂紋萌生及擴(kuò)展的驅(qū)動(dòng)力。本文通過(guò)制備具有垂直裂紋結(jié)構(gòu)及采用新型陶瓷粉末制備新型結(jié)構(gòu)的陶瓷層,實(shí)現(xiàn)了其殘余應(yīng)力的降低。另外,還通過(guò)改變粘結(jié)層的結(jié)構(gòu)來(lái)控制其氧化行為及陶瓷層的殘余應(yīng)力。全文的主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論如下:（1）通過(guò)控制噴涂條件,熱障涂層在熱循環(huán)后形成大量垂直裂紋,降低了熱障涂層的殘余應(yīng)力,從而提高其壽命。熱障涂層的初始顯微結(jié)構(gòu)和初始拉應(yīng)力狀態(tài),有助于垂直裂紋結(jié)構(gòu)的形成。為更準(zhǔn)確分析陶瓷層殘余應(yīng)力演變,開(kāi)發(fā)了利用陶瓷層中Al₂O₃雜質(zhì)的Cr³⁺熒光信號(hào)進(jìn)行應(yīng)力測(cè)試的方法。結(jié)果表明,陶瓷層中宏觀垂直裂紋形成的主要驅(qū)動(dòng)力來(lái)自于噴涂過(guò)程產(chǎn)生的拉應(yīng)力以及熱循環(huán)測(cè)試過(guò)程M-T相轉(zhuǎn)變產(chǎn)生的... 

【文章來(lái)源】：上海交通大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：137 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

熱障涂層體系示意圖

等離子噴涂過(guò)程示意圖

等離子噴涂熱障涂層界面四種開(kāi)裂模式示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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