隨著對燃氣輪機效率要求的日益增高,燃氣倉內的工作溫度越來越高,這導致燃氣倉內硅酸鹽沉積物（CMAS）侵蝕問題日益嚴重。傳統(tǒng)的8YSZ（8 wt.%氧化釔穩(wěn)定氧化鋯）熱障涂層已被證實不能抵抗CMAS的腐蝕。YSZ/Al₂O₃復合材料能夠有效緩解CMAS的腐蝕深度,有望成為CMAS防護層或者新一代熱障涂層的候選材料。本文采用固相反應法制備了不同成分的陶瓷粉末,利用多孔無壓燒結陶瓷塊體研究了不同含量Al₂O₃對CMAS沉積物的防護作用。并利用大氣等離子噴涂技術制備了YSZ傳統(tǒng)陶瓷層和YSZ/Al₂O₃復合陶瓷層。采用掃描電子顯微鏡（SEM）、能譜儀（EDS）、X射線衍射（XRD）等技術分析研究了復合陶瓷層的微觀結構以及CMAS腐蝕行為。實驗結果表明,復合涂層中的Al₂O₃與CMAS熔融物接觸后迅速反應并生成鈣長石、尖晶石等高熔點化合物,形成致密阻隔層,阻止CMAS的進一步滲入。并且Al₂O_...

【文章頁數(shù)】：74 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 熱障涂層結構及制備工藝
        1.2.1 熱障涂層結構
        1.2.2 熱障涂層制備工藝
    1.3 CMAS腐蝕失效機理
        1.3.1 CMAS成分的探究
        1.3.2 CMAS腐蝕TBCs的失效機理
    1.4 阻抗CMAS研究進程
        1.4.1 結構優(yōu)化型
        1.4.2 摻雜改性型
        1.4.3 新型TBC材料
    1.5 YSZ/Al₂O₃ 復合材料
    1.6 課題研究意義及目的
第二章 實驗
    2.1 實驗原材料
    2.2 陶瓷片制備流程
    2.3 大氣等離子噴涂制備熱障涂層
    2.4 CMAS粉末制備
    2.5 CMAS腐蝕試驗
    2.6 材料表征手段
        2.6.1 物相分析
        2.6.2 微觀結構觀測及成分分析
        2.6.3 熱學性能
第三章 不同氧化鋁含量復合材料的CMAS腐蝕行為
    3.1 復合陶瓷片物相組成及微觀結構分析
    3.2 CMAS在陶瓷片中的滲透行為以及腐蝕層的熱化學反應
        3.2.1 CMAS與 YSZ的相互作用
        3.2.2 CMAS與 YSZ/Al₂O₃ 復合材料的相互作用
    3.3 Al₂O₃ 含量對CMAS腐蝕深度的影響
    3.4 Al₂O₃ 含量對CMAS腐蝕產物的影響及機理分析
        3.4.1 腐蝕產物
        3.4.2 阻止CMAS腐蝕機理
    3.5 本章小結
第四章 Al₂O₃/YSZ復合熱障涂層的微觀結構及熱學性能
    4.1 熱障涂層截面形貌分析
    4.2 復合涂層CMAS腐蝕行為
    4.3 復合陶瓷層熱學性能
        4.3.1 復合陶瓷層熱擴散系數(shù)
        4.3.2 復合陶瓷層熱導率理論計算
        4.3.3 影響涂層熱學性能的因素
    4.4 復合陶瓷層的熱膨脹系數(shù)
    4.5 本章小結
第五章 結束語
    5.1 主要工作與創(chuàng)新點
    5.2 后續(xù)研究工作
參考文獻
附錄1
致謝
攻讀碩士學位期間已發(fā)表或錄用的論文



本文編號：4024003