本文關(guān)鍵詞：熱障涂層表層的力學性能、開裂機理及失效檢測，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華東理工大學》 2014年

熱障涂層表層的力學性能、開裂機理及失效檢測

韋靜靜  

【摘要】：在高溫合金上制備熱障涂層,可以降低高溫合金上的表面溫度,從而提高發(fā)動機的推重比。但典型等離子噴涂熱障涂層在服役過程中,易于在熱障涂層的表層發(fā)生開裂,從而降低涂層的服役壽命,影響應用體系的安全運行。因此,本文以熱障涂層的表層為對象,采用納米壓痕儀考察了不同氧化時間對熱障涂層表層基本力學性能參數(shù)的影響,同時分析同一氧化時間下的涂層的力學性能變化規(guī)律。在電鏡下一邊進行單軸拉伸循環(huán)實驗,一邊觀察等離子噴涂熱障涂層體系的裂紋萌生、擴展和斷裂行為,并采用數(shù)字散斑相關(guān)方法分析表層的變形分布情況,探討涂層孔隙的作用。在表層內(nèi)摻雜熒光元素,利用拉曼光譜法檢測,探討涂層開裂的自表征。 研究發(fā)現(xiàn),納米壓痕實驗中當外加載荷高于某一臨界載荷時,陶瓷涂層的彈性模量和硬度值與外加載荷無關(guān)。對于同一個涂層,沿涂層厚度方向上,涂層的彈性模量和硬度值隨厚度的增加呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢。不同氧化層厚度的情況下,隨著熱生長氧化物TGO (Thermally Grown Oxide)厚度的增大,涂層的彈性模量和硬度均減小。 拉拉循環(huán)試驗中,隨著循環(huán)次數(shù)的增加,熱障涂層的表層中裂紋緩慢擴展,當達到一定的循環(huán)周次時,涂層瞬間斷裂,且不同試樣的斷裂周次呈現(xiàn)很大的分散性；應變分布在垂直于陶瓷涂層的方向上,呈現(xiàn)隨機的條帶狀,說明涂層內(nèi)沿垂直方向上有薄弱部位,而這說明涂層工作過程中陶瓷涂層內(nèi)會有垂直裂紋的產(chǎn)生。 YSZ:(Tm, Dy)發(fā)光涂層在外加載荷的情況下,特征發(fā)光峰的強度比隨外加載荷的變化而變化：特征峰強度比在總體增加的趨勢下有多次降低,降低部位對應陶瓷涂層中裂紋數(shù)量的增加或裂紋寬度的增大,而裂紋數(shù)量增加和寬度增加均對應涂層的開裂。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：華東理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

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【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 李志華,李煥喜,徐惠彬,宮聲凱;熱障涂層的殘余應力分析[J];北京航空航天大學學報;2004年03期

2 張強;楊冠軍;李長久;李成新;;冷噴涂納米結(jié)構(gòu)NiCrAlY涂層在氬氣氣氛中的氧化行為[J];中國表面工程;2008年06期

3 周靜,張隆平,吳護林;熱障陶瓷涂層的發(fā)展現(xiàn)狀和前景[J];表面技術(shù);2004年02期

4 胡浩炬;張建宇;楊曉光;李志永;費斌軍;;等離子熱障涂層失效機理的數(shù)值分析研究[J];航空動力學報;2010年05期

5 徐惠彬,宮聲凱,劉福順;航空發(fā)動機熱障涂層材料體系的研究[J];航空學報;2000年01期

6 潘兵;吳大方;高鎮(zhèn)同;;基于數(shù)字圖像相關(guān)方法的非接觸高溫熱變形測量系統(tǒng)[J];航空學報;2010年10期

7 李曉海,陳貴清,孟松鶴,韓杰才;熱障涂層的研究進展[J];宇航材料工藝;2004年01期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳華;基于數(shù)字散斑相關(guān)方法的視覺變形測量技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2008年

【共引文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 涂漫燕;劉一華;;涂層對V形切口斷裂影響的有限元分析[J];安徽建筑工業(yè)學院學報(自然科學版);2009年02期

2 龐賀偉;孟憲紅;張行;;熱沉結(jié)構(gòu)管接頭的應力計算與實驗驗證[J];北京航空航天大學學報;2009年01期

3 李志林,吳遠啟;粘結(jié)層中的Co對熱障涂層界面結(jié)合因子的影響[J];北京化工大學學報(自然科學版);2004年04期

4 王學兵,張幸紅,杜善義;梯度熱障涂層的研究現(xiàn)狀[J];中國表面工程;2004年03期

5 何箐;呂玉芬;汪瑞軍;李宏;;等離子噴涂常規(guī)和納米8YSZ熱障涂層的性能[J];中國表面工程;2008年06期

6 張躍飛,張廣秋,王正鐸,葛袁靜,陳強;電子束蒸發(fā)鍍鉻制備凹印版材耐磨層的研究[J];表面技術(shù);2005年02期

7 楊尚磊,薛小懷,樓松年,李仕民;耐高溫復合材料的電子束熔煉制備工藝研究[J];表面技術(shù);2005年03期

8 林翠 ,杜楠 ,趙晴;高溫涂層研究的新進展[J];材料保護;2001年06期

9 周宏明;易丹青;余志明;肖來榮;;熱障涂層的研究現(xiàn)狀與發(fā)展方向[J];材料導報;2006年03期

10 周洪;李飛;何博;王俊;孫寶德;;熱障涂層材料研究進展[J];材料導報;2006年10期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 虞鋼;何秀麗;武揚;褚慶臣;盧國權(quán);;高密度激光制造技術(shù)在超燃沖壓發(fā)動機熱防護中的應用[A];第三屆高超聲速科技學術(shù)會議會議文集[C];2010年

2 侯根良;呂秋娟;蘇勛家;;等離子噴涂ZrO_2涂層隔熱耐燒蝕性能研究[A];第六屆中國功能材料及其應用學術(shù)會議論文集（8）[C];2007年

3 宮聲凱;郭洪波;;航空發(fā)動機用先進涂層材料及工藝[A];中國新材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展報告（2006）——航空航天材料專輯[C];2006年

4 李芹;張鵬;程玉賢;王博;;EB-PVD制備ZrO_(2·)Y_2O_3/NiCoCrAIY熱障涂層工藝研究[A];第十五屆中國科協(xié)年會第13分會場：航空發(fā)動機設(shè)計、制造與應用技術(shù)研討會論文集[C];2013年

5 Yuliang Jia;Yunsong Zhao;Yushi Luo;Shuai Yang;Jianwei Xu;Dingzhong Tang;;Effects of Coating on Surface Recrystallization of DD6 Single Crystal Blades[A];中國材料大會2012第19分會場：高溫合金論文集[C];2012年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋建榮;7YSZ/Al_2O_3/Ni-343多層熱障涂層的同步合成及其性能研究[D];武漢理工大學;2010年

2 劉懷菲;二元稀土氧化物復合穩(wěn)定氧化鋯熱障涂層材料的制備及性能研究[D];中南大學;2011年

3 陳亞軍;熱障涂層熱生長氧化物形成及生長過程的干預與控制研究[D];天津大學;2010年

4 王宏宇;納米顆粒增強NiCoCrAlY激光熔覆涂層制備及其特性研究[D];南京航空航天大學;2010年

5 古一;含納米Ni粉高溫陶瓷涂層材料的設(shè)計、制備和涂層性能、界面反應及元素擴散的研究[D];中南大學;2005年

6 楊俊茹;金屬陶瓷硬質(zhì)覆層零件設(shè)計理論及其可靠性研究[D];山東大學;2006年

7 劉建華;ZrN涂層刀具的設(shè)計開發(fā)及其切削性能研究[D];山東大學;2007年

8 宮文彪;等離子噴涂三元納米ZrO_2-Y_2O_3/CeO_2熱障涂層的組織與性能研究[D];吉林大學;2007年

9 常鷹;球形納米氧化鋯粉末及其涂層材料的研究[D];中南大學;2006年

10 牟仁德;熱障涂層隔熱性能研究[D];北京航空材料研究院;2007年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 陳強;熱循環(huán)條件下熱障涂層斷裂韌性和殘余應力的測試分析[D];湘潭大學;2010年

2 劉柱;稀土復合氧化物ReeTi_2Al_9O_(19)的制備及性能研究探索[D];中國地質(zhì)大學（北京）;2011年

3 周怡;AL-Si合金Al_2O_3-ZrO_2微弧氧化層生長及性能研究[D];西安工業(yè)大學;2011年

4 黃祺;大氣等離子噴涂制備三元納米YSZ熱障涂層及性能研究[D];武漢理工大學;2011年

5 曲偉;強流脈沖電子束對熱障涂層表面封裝的數(shù)值模擬[D];大連理工大學;2011年

6 胡斌;小波閾值去噪及其在數(shù)字圖像相關(guān)中的應用研究[D];華南理工大學;2011年

7 蔣俊平;曲面結(jié)構(gòu)的熱障涂層系統(tǒng)殘余應力有限元模擬分析[D];湘潭大學;2011年

8 蘇鵬;圓柱體結(jié)構(gòu)熱障涂層三維應力場預測及界面屈曲破壞分析[D];湘潭大學;2011年

9 吳多錦;熱障涂層界面破壞實時測試分析及實驗模擬系統(tǒng)的研制[D];湘潭大學;2011年

10 唐忠婷;機械合金化法制備MCrAlY涂層的研究[D];南京航空航天大學;2010年

【二級參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 徐惠彬,宮聲凱,陳立強,張春霞;熱、力耦合作用下熱障涂層的失效機制[J];北京航空航天大學學報;2004年10期

2 劉新工，劉榮勛;光纖—數(shù)字散斑相關(guān)方法的原理和應用[J];北京化工學院學報(自然科學版);1994年04期

3 李其連;等離子噴涂ZrO_2熱障涂層熱沖擊破壞研究[J];中國表面工程;2004年03期

4 高陽，梁勇，師昌緒;梯度熱障涂層的發(fā)展和未來應用[J];材料工程;1996年12期

5 伏燕軍;楊坤濤;;三維形貌測量的莫爾條紋的理論分析[J];光電工程;2006年07期

6 楊永正,楊軍;材料表面形變應變場的光電檢測新途徑[J];光電工程;1997年03期

7 孫宇臣,葛寶臻,張以謨;物體三維信息測量技術(shù)綜述[J];光電子·激光;2004年02期

8 馬世虎,李鴻琦,邢冬梅,成國祥,佟景偉;數(shù)字散斑相關(guān)法在高聚物領(lǐng)域中的應用[J];高分子材料科學與工程;2003年03期

9 邢冬梅,李鴻琦,李林安,馬世虎,王宏智,姚素薇;梯度功能材料穩(wěn)態(tài)溫度場下的熱應力分析[J];功能材料;2002年05期

10 ;DIGITAL SPECKLE CORRELATION METHOD IMPROVED BY GENETIC ALGORITHM[J];Acta Mechanica Solida Sinica;2003年04期

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孟利波;數(shù)字散斑相關(guān)方法的研究和應用[D];清華大學;2005年

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 高陽,解侖,佟百運,梁勇,師昌緒;激光熔敷氧化鋯熱障涂層微觀結(jié)構(gòu)研究[J];航空材料學報;2003年03期

2 陳全芳，馬信清，彭曉，李鐵藩;飛行狀態(tài)下熱障涂層的受力行為[J];腐蝕科學與防護技術(shù);1994年01期

3 王利強 ,閻殿然 ,何繼寧 ,宋向陽;熱障涂層研究狀況及進展[J];新技術(shù)新工藝;2002年03期

4 畢曉昉,郭洪波,宮聲凱,徐惠彬;電子束物理氣相沉積熱障涂層抗高溫腐蝕性能的研究[J];中國腐蝕與防護學報;2002年02期

5 武穎娜,柯培玲,孫超,華偉剛,王福會,聞立時;爆炸噴涂制備NiCrAlY/NiAl/ZrO_2-Y_2O_3體系熱障涂層[J];金屬學報;2004年05期

6 高陽，梁勇，師昌緒;梯度熱障涂層的發(fā)展和未來應用[J];材料工程;1996年12期

7 李其連;等離子噴涂ZrO_2熱障涂層熱沖擊破壞研究[J];中國表面工程;2004年03期

8 魏濤,雷廷權(quán),周玉,歐陽家虎;陶瓷熱障涂層的研究進展[J];宇航材料工藝;1997年03期

9 沈文雁,霍曉,張建蘇,吳鳳筠,陳孟成;EB-PVD 熱障涂層的失效行為研究[J];材料工程;1998年06期

10 陳國鋒,李金士,馮鐘潮;激光重熔處理對含Al、Ti、TiO_2等離子噴涂熱障涂層組織的影響[J];金屬熱處理;1999年09期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 毛衛(wèi)國;吳多錦;周益春;;拉伸載荷作用下熱障涂層界面破壞實時測試研究[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

2 周益春;橋田俊之;段祝平;;熱障涂層的熱-力耦合破壞機制[A];“力學2000”學術(shù)大會論文集[C];2000年

3 丁永軍;張輝;謝錚;奚源;陳文科;高艷雯;王秋童;;熱障涂層自動化熱噴涂系統(tǒng)的研發(fā)[A];中國計量協(xié)會冶金分會2011年會論文集[C];2011年

4 趙乃義;郭洪波;;復雜形面熱障涂層界面結(jié)合研究[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

5 董麗;張朋波;曲偉;秦穎;梅顯秀;董闖;;ZrO_2熱障涂層殘余應力的有限元模擬[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

6 周益春;毛衛(wèi)國;楊麗;劉奇星;吳多錦;;熱障涂層的破壞機理及壽命預測[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

7 王海軍;周世魁;韓志海;劉明;;旋轉(zhuǎn)式多功能熱震試驗機研制[A];第六屆全國表面工程學術(shù)會議暨首屆青年表面工程學術(shù)論壇論文集[C];2006年

8 王海軍;周世魁;韓志海;劉明;;旋轉(zhuǎn)式多功能熱震試驗機研制[A];第六屆全國表面工程學術(shù)會議論文集[C];2006年

9 何利民;許振華;牟仁德;李建平;賀世美;黃光宏;;La_2(Zr_(0.7)Ce_(0.3))_2O_7新型高溫熱障涂層[A];2011中國材料研討會論文摘要集[C];2011年

10 李其連;李淑青;楊偉華;;等離子噴涂納米結(jié)構(gòu)熱障涂層性能研究[A];第六屆全國表面工程學術(shù)會議暨首屆青年表面工程學術(shù)論壇論文集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 馬寬新;[N];中國航空報;2009年

2 記者 沈謙　通訊員 馬寬新;[N];陜西日報;2009年

3 李思閩　整理;[N];中國航空報;2011年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 劉奇星;熱障涂層渦輪葉片失效的有限元模擬[D];湘潭大學;2012年

2 王璟;鋯酸鑭熱障涂層研究[D];國防科學技術(shù)大學;2009年

3 楊玉娥;熱障涂層結(jié)構(gòu)性能及健康狀況微波無損檢測方法研究[D];北京工業(yè)大學;2013年

4 何博;鈦合金表面熱障涂層的制備與研究[D];上海交通大學;2008年

5 宋建榮;7YSZ/Al_2O_3/Ni-343多層熱障涂層的同步合成及其性能研究[D];武漢理工大學;2010年

6 陳亞軍;熱障涂層熱生長氧化物形成及生長過程的干預與控制研究[D];天津大學;2010年

7 王文權(quán);等離子噴涂納米陶瓷熱障涂層組織與性能研究[D];吉林大學;2005年

8 宮文彪;等離子噴涂三元納米ZrO_2-Y_2O_3/CeO_2熱障涂層的組織與性能研究[D];吉林大學;2007年

9 毛衛(wèi)國;熱—力聯(lián)合作用下熱障涂層界面破壞分析[D];湘潭大學;2006年

10 苗收謀;強流脈沖離子束輻照材料表面燒蝕作用研究[D];大連理工大學;2006年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 吳多錦;熱障涂層界面破壞實時測試分析及實驗模擬系統(tǒng)的研制[D];湘潭大學;2011年

2 姚汪兵;熱障涂層失效過程的聲發(fā)射檢測及統(tǒng)計分析[D];湘潭大學;2012年

3 張群梅;聲發(fā)射法表征熱障涂層的斷裂韌性與損傷演化[D];湘潭大學;2012年

4 孫穎;渦輪葉片熱障涂層結(jié)構(gòu)狀態(tài)超聲檢測方法研究[D];南昌航空大學;2013年

5 韋靜靜;熱障涂層表層的力學性能、開裂機理及失效檢測[D];華東理工大學;2014年

6 楊雪松;基于內(nèi)聚力單元熱障涂層體系失效過程有限元模擬分析[D];湘潭大學;2013年

7 李果;TBC熱障涂層熱循環(huán)的紅外監(jiān)測[D];首都師范大學;2013年

8 陳強;熱循環(huán)條件下熱障涂層斷裂韌性和殘余應力的測試分析[D];湘潭大學;2010年

9 蔣俊平;曲面結(jié)構(gòu)的熱障涂層系統(tǒng)殘余應力有限元模擬分析[D];湘潭大學;2011年

10 徐心潔;Al_2O_3-13%TiO_2熱障涂層的制備及性能研究[D];西華大學;2010年

  本文關(guān)鍵詞：熱障涂層表層的力學性能、開裂機理及失效檢測，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：221781