本文關(guān)鍵詞：高能等離子噴涂垂直裂紋熱障涂層研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《北京理工大學(xué)》 2015年

高能等離子噴涂垂直裂紋熱障涂層研究

趙云  

【摘要】：本文針對(duì)熱障涂層在服役過(guò)程中存在的早期失效問(wèn)題，從改善熱障涂層結(jié)構(gòu)的角度，探索帶有垂直裂紋的熱障涂層(Dense Vertically Cracked TBCs, DVC)的制備方法，以提高其使用壽命。通過(guò)調(diào)整高能等離子噴涂工藝參數(shù)，研究了單次沉積厚度、基體溫度與粗糙度對(duì)垂直裂紋熱障涂層制備的影響，并成功制備了帶有垂直裂紋的熱障涂層，探討分析了有、無(wú)垂直裂紋對(duì)熱障涂層抗熱沖擊性能的影響。 研究結(jié)果表明，當(dāng)基體溫度在650-800℃之間、單次沉積厚度為20μm、表面粗糙度Ra為3.85μm時(shí)，有利于垂直裂紋的形成；當(dāng)單次沉積厚度增至40μm時(shí)，涂層內(nèi)會(huì)產(chǎn)生水平裂紋；當(dāng)基體溫度由650-725℃升至725-800℃時(shí)，垂直裂紋密度由1條/mm增加至2條/mm；當(dāng)表面粗糙度增至6.30μm時(shí)，不利于垂直裂紋的形成。，DVC熱障涂層熱沖擊壽命與無(wú)垂直裂紋熱障涂層相當(dāng)，均為70次，這與粘結(jié)層在噴涂過(guò)程中由于高溫而發(fā)生的氧化有關(guān)。無(wú)垂直裂紋熱障涂層熱沖擊失效過(guò)程主要包括：(1)熱沖擊初期，在熱應(yīng)力作用下陶瓷層內(nèi)萌生垂直和水平裂紋；(2)垂直裂紋和水平裂紋貫通導(dǎo)致涂層表面顆粒剝落；(3)TGO形成三種結(jié)構(gòu)：深顏色氧化鋁組成的單層結(jié)構(gòu)、深顏色氧化鋁與淺顏色尖晶石相組成的雙層結(jié)構(gòu)和“島狀”結(jié)構(gòu)，之后TGO附近產(chǎn)生水平裂紋，最終導(dǎo)致涂層失效。垂直裂紋熱障涂層熱沖擊失效過(guò)程主要包括：(1)熱沖擊初期，涂層內(nèi)萌生明顯的垂直裂紋；(2)隨著熱沖擊的進(jìn)行，垂直裂紋附近以及TC/BC界面附近萌生水平裂紋；(3)TGO形成三種結(jié)構(gòu)，與無(wú)垂直裂紋涂層內(nèi)TGO相同，之后隨著熱應(yīng)力的增加，在TC/BC界面處萌生水平裂紋，，導(dǎo)致涂層失效。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.442
【目錄】：

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10 陳亞軍;熱障涂層熱生長(zhǎng)氧化物形成及生長(zhǎng)過(guò)程的干預(yù)與控制研究[D];天津大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 劉春陽(yáng);粘結(jié)層表面狀態(tài)對(duì)熱障涂層使用壽命影響的研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2009年

2 鄒金龍;熱障涂層界面氧化的熱力學(xué)理論分析[D];湘潭大學(xué);2004年

3 丁艷霞;熱障涂層中界面形貌對(duì)涂層系統(tǒng)中應(yīng)力影響的研究[D];吉林大學(xué);2007年

4 范兵;具有熱障涂層噴管的溫度場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)的仿真計(jì)算[D];重慶大學(xué);2003年

5 吳多錦;熱障涂層界面破壞實(shí)時(shí)測(cè)試分析及實(shí)驗(yàn)?zāi)M系統(tǒng)的研制[D];湘潭大學(xué);2011年

6 鄺宣科;預(yù)處理改善納米熱障涂層性能研究[D];上海工程技術(shù)大學(xué);2012年

7 吳錦楊;自愈合熱障涂層的制備和研究[D];華中科技大學(xué);2012年

8 鐘志春;熱障涂層表面開(kāi)裂與界面剝離失效的聲發(fā)射定量評(píng)價(jià)[D];湘潭大學(xué);2013年

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

10 逄穎;熱障涂層金屬底層晶粒細(xì)化及其對(duì)涂層性能的影響[D];中國(guó)民航大學(xué);2008年

  本文關(guān)鍵詞：高能等離子噴涂垂直裂紋熱障涂層研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：241449