發(fā)布時(shí)間：2021-12-22 03:48

　　熱障涂層（Thermal barrier coatings,簡稱TBCs）是高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)必不可缺的熱防護(hù)技術(shù),也是世界航空推進(jìn)計(jì)劃的關(guān)鍵隔熱技術(shù),目前已廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件。但是熱障涂層面臨剝落失效巨大瓶頸,這是由于熱障涂層自身的幾何結(jié)構(gòu)復(fù)雜,服役環(huán)境為復(fù)雜的熱、力、化學(xué)等多種載荷的耦合作用,使得依靠常規(guī)的力學(xué)實(shí)驗(yàn)方法如拉伸、彎曲、加載等是不現(xiàn)實(shí)的,研制熱障涂層服役環(huán)境的模擬裝置是理解熱障涂層機(jī)制的重點(diǎn),也是發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)國的核心保密技術(shù)�；诖�,本文詳細(xì)介紹了模擬熱障涂層熱、力、化多場(chǎng)耦合服役環(huán)境的超燃噴槍試驗(yàn)平臺(tái)搭建過程包括噴嘴的設(shè)計(jì)、氣路系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)的確定以及設(shè)備的選型,并借助CFD模擬軟件對(duì)超燃噴槍中焰流特性進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算。主要內(nèi)容如下:第一,根據(jù)噴嘴的設(shè)計(jì)原理,設(shè)計(jì)出口馬赫數(shù)為2的超燃噴嘴,收斂段采用五次曲線公式,喉部和擴(kuò)張段采用圓弧段設(shè)計(jì),并通過MATLAB編程實(shí)現(xiàn)整個(gè)設(shè)計(jì)過程,同時(shí)利用流體仿真軟件CFD,對(duì)氣流在超燃噴嘴的流動(dòng)過程進(jìn)行了數(shù)值模擬,得到了超燃噴嘴穩(wěn)態(tài)下速度、溫度、壓力以及馬赫數(shù)的分布情況,通過模擬仿真,得出噴嘴出口馬赫數(shù)為1.92,基本接近設(shè)計(jì)值2,證實(shí)... 

【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【圖文】：

熱障涂層體系I61

?的最大特點(diǎn)是需要加陶瓷粉末通過等離子體火焰加熱至融化或半融化狀態(tài)［１５］，??使用的噴涂設(shè)備如圖１．２（ａ）所示。等離子噴涂的涂層制備過程如下：首先是等離??體子火焰升溫至二氧化鋯陶瓷粉末熔點(diǎn)以上，然后二氧化鋯陶瓷粉末通過送料裝??置加入到焰流中，由于焰流溫度高于粉末的熔點(diǎn)，粉末被焰流加熱至融化或半融??化狀態(tài)，最后熔化或者半熔化的粉末在高速焰流下，與金屬基底發(fā)生強(qiáng)烈碰撞并?？??平鋪在基底表面。而噴涂過程中，會(huì)有無數(shù)被加熱的粉末粒子以超音速持續(xù)不斷??撞擊基底表面，這樣無數(shù)變形的粒子相互交錯(cuò)并以波浪堆疊的方式在基底表面鋪??展，凝固，形成薄片，產(chǎn)生層狀結(jié)構(gòu)。由于不能保證撞擊到基地表面的顆粒時(shí)刻??連續(xù)，所以最終形成的層狀組織結(jié)構(gòu)會(huì)存在空隙或者孔洞。形成的孔隙率一般在??２０％以內(nèi)

?的最大特點(diǎn)是需要加陶瓷粉末通過等離子體火焰加熱至融化或半融化狀態(tài)［１５］，??使用的噴涂設(shè)備如圖１．２（ａ）所示。等離子噴涂的涂層制備過程如下：首先是等離??體子火焰升溫至二氧化鋯陶瓷粉末熔點(diǎn)以上，然后二氧化鋯陶瓷粉末通過送料裝??置加入到焰流中，由于焰流溫度高于粉末的熔點(diǎn)，粉末被焰流加熱至融化或半融??化狀態(tài)，最后熔化或者半熔化的粉末在高速焰流下，與金屬基底發(fā)生強(qiáng)烈碰撞并?？??平鋪在基底表面。而噴涂過程中，會(huì)有無數(shù)被加熱的粉末粒子以超音速持續(xù)不斷??撞擊基底表面，這樣無數(shù)變形的粒子相互交錯(cuò)并以波浪堆疊的方式在基底表面鋪??展，凝固，形成薄片，產(chǎn)生層狀結(jié)構(gòu)。由于不能保證撞擊到基地表面的顆粒時(shí)刻??連續(xù)，所以最終形成的層狀組織結(jié)構(gòu)會(huì)存在空隙或者孔洞。形成的孔隙率一般在??２０％以內(nèi)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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