發(fā)布時間：2024-01-31 08:27

　　等離子噴涂熱障涂層系統(tǒng)(TBCs)中各層之間的熱膨脹失配顯著影響TBCs的壽命。為了降低不利影響,提升TBCs壽命,本文設計制備了具有雙層結(jié)構(gòu)粘結(jié)層(孔隙層+氧化層)的熱障涂層。采用氣罩等離子噴涂在基體為鎳基高溫合金Inconel 738的表面沉積材料為CoNiCrAlY的孔隙層,超音速火焰噴涂(HVOF)在孔隙層上方沉積材料為CoNiCrAlY的氧化層。通過調(diào)整孔隙層與氧化層的厚度比值(即,A型:1:2和B型:2:1)制備了兩種熱障涂層。通過將兩種涂層在1000℃下不同時間的高溫氧化試驗及1120℃下的熱循環(huán)試驗,研究了兩種雙層粘結(jié)層熱障涂層的抗高溫氧化性能、熱循環(huán)壽命及開裂模式。結(jié)果表明,孔隙層具有典型的層狀結(jié)構(gòu)且內(nèi)部無氧化;氧化層具有較致密的微觀結(jié)構(gòu),內(nèi)部存在分布均勻的α-Al₂O₃。這兩種類型試樣中孔隙層的厚度為約60μm和120μm,氧化層厚度約為120μm和60μm。氧化層的熱膨脹系數(shù)約為11.6×10^-6K^-1,遠低于孔隙層(12.0×10^-6K^-1

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1航空發(fā)動機葉片剖面及熱障涂層顯微結(jié)構(gòu)

圖1-1航空發(fā)動機葉片剖面及熱障涂層顯微結(jié)構(gòu)[6]一般有五層構(gòu)成，分別是：擴散阻擋層、應力控制層層及抗腐蝕層，各層都具有特定的功能，涂層材料的。由于復合涂層具有多層的結(jié)構(gòu)，使熱障涂層系統(tǒng)中目前仍處于試驗及研制階段�，F(xiàn)今普遍用于航空發(fā)動涂層系統(tǒng)。

圖1-2多種類型熱障涂層結(jié)構(gòu)示意圖（ａ）雙層結(jié)構(gòu)；（ｂ）梯度結(jié)構(gòu)；（c）復合結(jié)構(gòu)

圖1-1航空發(fā)動機葉片剖面及熱障涂層顯微結(jié)構(gòu)[6]復合涂層一般有五層構(gòu)成，分別是：擴散阻擋層、應力控制層、抗腐蝕和抗氧化層、熱障層及抗腐蝕層，各層都具有特定的功能，涂層材料的選取根據(jù)具體使用環(huán)境決定。由于復合涂層具有多層的結(jié)構(gòu)，使熱障涂層系統(tǒng)中各層間存在的問題復雜化，目前仍處....

圖1-3熱障涂層典型結(jié)構(gòu)示意圖

圖1-3熱障涂層典型結(jié)構(gòu)示意圖[1]SUB）的基體需承受機械載荷及高溫熱載荷，因此基體材料強度高等特點。目前，基體主要采用鎳基合金、鈷基合金。在高溫環(huán)境下鎳基合金的強度、耐高溫性能最單晶或多晶的鎳基高溫合金。并且為了得到一些特殊素[1]。在材料制備方面，現(xiàn)今普遍使用鑄造單晶的....

圖1-4等離子噴涂制備金屬粘結(jié)層典型形貌

并加速成為高速融化或半融化液滴，然后噴向經(jīng)其溫度可達20000℃。經(jīng)加熱加速的液滴依次形成涂層，故等離子噴涂制備的涂層具有層狀因其自身熱源溫度較高。能熔化大部分材料粉金屬粘結(jié)層，又可沉積表面陶瓷層。等離子噴，涂層與基體的結(jié)合強度由基體的粗糙表面與由于其在制備過程中，焰流加熱產(chǎn)生....

本文編號：3891267