大氣等離子噴涂熱障涂層已廣泛應用于航空發(fā)動機和地面燃氣輪機,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構:陶瓷層、金屬粘結層、陶瓷層與粘結層界面上形成的氧化層和高溫合金基體。熱障涂層失效的驅動力主要來自于因陶瓷和金屬熱膨脹系數(shù)不匹配產生的熱應力以及界面氧化層的影響。通過改變陶瓷層的顯微結構和粘結層的氧化行為及其結構,都會降低裂紋萌生及擴展的驅動力。本文通過制備具有垂直裂紋結構及采用新型陶瓷粉末制備新型結構的陶瓷層,實現(xiàn)了其殘余應力的降低。另外,還通過改變粘結層的結構來控制其氧化行為及陶瓷層的殘余應力。全文的主要研究內容及結論如下:（1）通過控制噴涂條件,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力,從而提高其壽命。熱障涂層的初始顯微結構和初始拉應力狀態(tài),有助于垂直裂紋結構的形成。為更準確分析陶瓷層殘余應力演變,開發(fā)了利用陶瓷層中Al₂O₃雜質的Cr³⁺熒光信號進行應力測試的方法。結果表明,陶瓷層中宏觀垂直裂紋形成的主要驅動力來自于噴涂過程產生的拉應力以及熱循環(huán)測試過程M-T相轉變產生的... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：137 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

熱障涂層體系示意圖

等離子噴涂過程示意圖

等離子噴涂熱障涂層界面四種開裂模式示意圖

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3398959