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N5基体与NiCrAlY粘结层界面元素互扩散行为研究
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作者 刘林涛 李争显 +1 位作者 陈云飞 彭易发 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期197-204,共8页
采用EB-PVD技术在镍基合金ReneN5基体表面沉积NiCrAlY粘结层,并对试样进行1000℃不同时间的恒温氧化处理,通过SEM、EDS、XRD研究了基体与粘接层界面元素互扩散行为和反应区的形成机制。结果表明:在1000℃条件下,NiCrAlY粘结层中的Al、C... 采用EB-PVD技术在镍基合金ReneN5基体表面沉积NiCrAlY粘结层,并对试样进行1000℃不同时间的恒温氧化处理,通过SEM、EDS、XRD研究了基体与粘接层界面元素互扩散行为和反应区的形成机制。结果表明:在1000℃条件下,NiCrAlY粘结层中的Al、Cr元素会向N5基体扩散,形成以β-NiAl和α-Cr相为主的互扩散反应区;而N5基体中的Ni元素则会向NiCrAlY粘结层扩散,形成以γ′-Ni3Al相为主的二次反应区和以难熔金属为主的TCP相。 展开更多
关键词 热障涂层 界面互扩散 扩散阻挡层
Gd-Yb-YSZ热障涂层的低成本制备及表征
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作者 张帅 田金龙 +2 位作者 孔庆毛 陈杨 沈少波 《稀有金属与硬质合金》 CSCD 北大核心 2019年第5期43-48,共6页
以碳球为模板,采用水热法合成Gd-Yb-YSZ陶瓷粉,并用商业陶瓷粘接剂将合成的陶瓷粉涂覆在GH4169高温合金块表面,再经干燥和热处理制得热障涂层。制得的Gd-Yb-YSZ涂层抗热震循环次数为25次,粘接强度为32 MPa,比等离子体喷涂制得的YSZ涂层... 以碳球为模板,采用水热法合成Gd-Yb-YSZ陶瓷粉,并用商业陶瓷粘接剂将合成的陶瓷粉涂覆在GH4169高温合金块表面,再经干燥和热处理制得热障涂层。制得的Gd-Yb-YSZ涂层抗热震循环次数为25次,粘接强度为32 MPa,比等离子体喷涂制得的YSZ涂层粘接强度高。等离子体喷涂得到的YSZ涂层平均厚度为270μm,自制Gd-Yb-YSZ涂层平均厚度仅68μm,但其隔热温度比YSZ涂层隔热温度高15℃。Gd-Yb-YSZ涂层主要物相为Yb0.5Zr0.5O1.75,Yb元素很可能掺入ZrO2晶体结构中,而Gd元素以单独的GdO2相存在。因此,Gd-Yb-YSZ涂层隔热能力的提高可能是Yb掺杂引起的。 展开更多
关键词 热障涂层 Gd-Yb-YSZ涂层 低成本制备 隔热温度 粘接强度 抗热震性能
YSZ-Ti3SiC2热障涂层及其高温自愈合机制 预览
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作者 陈宏飞 张弛 +4 位作者 杨光 刘斌 高彦峰 钱凌翼 高栋 《航空制造技术》 2019年第18期90-96,共7页
采用Ti3SiC2作为新型自愈合剂,利用大气等离子喷涂将混合均匀的YSZ-Ti3SiC2粉体制备成厚涂层。为观测高温下涂层氧化及裂纹的自愈合行为,通过外加载荷的方式在涂层表面预制裂纹,并将样品置于1050℃空气气氛中进行等温热处理。通过分析... 采用Ti3SiC2作为新型自愈合剂,利用大气等离子喷涂将混合均匀的YSZ-Ti3SiC2粉体制备成厚涂层。为观测高温下涂层氧化及裂纹的自愈合行为,通过外加载荷的方式在涂层表面预制裂纹,并将样品置于1050℃空气气氛中进行等温热处理。通过分析涂层制备、热处理前后的物相和形貌演变发现:涂层中的部分Ti3SiC2在喷涂后分解为TiC与SiO2,热处理后涂层表面形成外层为TiO2,内层为TiO2和SiO2混合物的双层结构。在自愈合过程中,裂纹内的愈合剂氧化生成SiO2与TiO2,随着扩散控制的氧化反应不断进行,氧化物逐渐积累并填补裂纹。此外,在SiO2与TiO2生成的同时引起的体积膨胀使裂纹周围产生一定的压应力,强化了愈合效果,最终完全愈合裂纹。 展开更多
关键词 热障涂层 等离子喷涂 自愈合 高温氧化 裂纹 MAX相
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航空发动机热障涂层的主要失效模式 预览
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作者 唐詩白 荆甫雷 《航空动力》 2019年第3期73-75,共3页
为了最大程度地提升发动机的性能和效率,热障涂层通常在燃气温度超过无涂层涡轮叶片耐温能力的环境下使用,涂层一旦失效,就会迅速导致构件的烧蚀和断裂。因此,研究热障涂层系统的失效模式及损伤机理,进而合理地评估涂层疲劳寿命,对发展... 为了最大程度地提升发动机的性能和效率,热障涂层通常在燃气温度超过无涂层涡轮叶片耐温能力的环境下使用,涂层一旦失效,就会迅速导致构件的烧蚀和断裂。因此,研究热障涂层系统的失效模式及损伤机理,进而合理地评估涂层疲劳寿命,对发展热障涂层应用技术有重要意义。 展开更多
关键词 热障涂层 失效模式 航空发动机 涡轮叶片 TGO 黏结层 柱状晶 陶瓷层
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热障涂层失效机制的研究进展 预览
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作者 彭春玉 《广东化工》 CAS 2019年第5期141-142,共2页
热障涂层是一种高温防护涂层,对提高发动机工作温度起着非常重要的作用,已成为近年来涂层研究领域的热点之一。本文主要对热障涂层在国内外的研究进展进行了综述,重点阐述了热障涂层的结构、制备工艺及失效机理等。
关键词 热障涂层 等离子喷涂 电子束物理气相沉积 失效机理
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等离子喷涂-物理气相沉积稀土高温功能涂层研究进展 预览
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作者 邓春明 肖娟 +5 位作者 曹家旭 张小锋 牛少鹏 毛杰 邓子谦 宋琛 《材料研究与应用》 CAS 2019年第3期247-251,256共6页
稀土素有工业"维生素"之称,是重要的战略性物资,其在改进材料性能,尤其是高温功能涂层性能方面有着不可替代的作用.等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)技术通过粉末材料和工艺调整,可实现材料的气、液、固多相沉积,从而获得不... 稀土素有工业"维生素"之称,是重要的战略性物资,其在改进材料性能,尤其是高温功能涂层性能方面有着不可替代的作用.等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)技术通过粉末材料和工艺调整,可实现材料的气、液、固多相沉积,从而获得不同结构的功能涂层,如柱状热障涂层、高致密电解质薄层等,是当前表面工程的研究热点.总结了广东省新材料研究在稀土高温功能涂层材料以及采用PS-PVD沉积热障涂层、环境障涂层、混合导体透氧膜等方面的研究进展,指出稀土高温功能涂层材料在高端武器装备、新能源等中的重要性,强调我国应该加强精加工、投入开发高品质稀土高温功能涂层材料. 展开更多
关键词 稀土高温功能涂层 等离子喷涂-物理气相沉积 热障涂层 环境障涂层 混合导体透氧膜 SOFC电解质
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热障涂层对DD6单晶高温合金高周疲劳性能的影响 预览
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作者 田贺 何利民 牟仁德 《装备环境工程》 CAS 2019年第1期41-46,共6页
目的研究电子束物理气相沉积热障涂层对单晶高温合金高周疲劳性能的影响,为热障涂层在涡轮叶片上的应用提供技术支持。方法采用真空电弧镀和电子束物理气相沉积工艺制备YSZ热障涂层,进行900℃条件下高周疲劳性能测试,采用扫描电镜对测... 目的研究电子束物理气相沉积热障涂层对单晶高温合金高周疲劳性能的影响,为热障涂层在涡轮叶片上的应用提供技术支持。方法采用真空电弧镀和电子束物理气相沉积工艺制备YSZ热障涂层,进行900℃条件下高周疲劳性能测试,采用扫描电镜对测试后的试样表面、断口形貌进行观察与分析。结果在900℃、380MPa条件下,带涂层的DD6单晶试棒循环次数(Nf)超过了107,420MPa条件下超过了106。通过对DD6单晶试棒断口分析,失效后的带涂层试棒仍以DD6单晶常见滑移解离形式发生破坏。结论高周疲劳性能测试条件下,带YSZ热障涂层的试棒中粘结层率先产生垂直微裂纹,但是裂纹扩展延伸中发生氧化钝化,之后DD6基体沿正常的滑移方向从表面向内部疲劳扩展,带涂层的试棒疲劳裂纹并非由涂层微裂纹直接扩展形成,热障涂层对DD6单晶高温合金高周疲劳性能影响较小。 展开更多
关键词 DD6二代单晶高温合金 电子束物理气相沉积 热障涂层 高周疲劳性能 断裂模式
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基于内聚力单元与XFEM的热障涂层失效分析 预览
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作者 戴晨煜 钟舜聪 +2 位作者 唐长明 伏喜斌 黄学斌 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期138-143,I0007,共7页
为了更好的理解热障涂层的失效机理,文中运用ABAQUS有限元软件来分析热障涂层的失效情况,使用内聚力单元和扩展有限元(XFEM)两种方法研究热障涂层TGO界面开裂与陶瓷涂层(TC)和氧化层(TGO)内随机裂纹的萌生与扩展,研究竖直裂纹与水平裂... 为了更好的理解热障涂层的失效机理,文中运用ABAQUS有限元软件来分析热障涂层的失效情况,使用内聚力单元和扩展有限元(XFEM)两种方法研究热障涂层TGO界面开裂与陶瓷涂层(TC)和氧化层(TGO)内随机裂纹的萌生与扩展,研究竖直裂纹与水平裂纹的关系.结果表明,热障涂层TGO界面的开裂首先出现在TGO/TBC波谷处.陶瓷涂层和氧化层内随机裂纹的萌生同样发生在TGO/TBC波谷处.竖直裂纹的存在可以抑制水平裂纹的萌生与扩展,且其在TGO/TBC波谷处的扩展长度比在TGO/TBC波峰处的扩展长度更长,说明TGO/TBC波谷区域是个危险区域,在此区域容易引发裂纹的萌生与扩展. 展开更多
关键词 热障涂层 内聚力单元 扩展有限元
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GdTaO4陶瓷的制备、力学性质和热导率研究
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作者 种晓宇 汪俊 +1 位作者 蒋业华 冯晶 《稀有金属材料与工程》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期1179-1182,共4页
为寻找性能更为优异的陶瓷热障涂层材料,采用固相反应法合成了单斜结构的GdTaO4陶瓷材料,分析了其微观组织形貌。第一性原理计算结果表明其沿[100]晶向的杨氏模量值约为[010]和[001]方向上的3倍。实验测得800℃下其热导率约为1.70 W... 为寻找性能更为优异的陶瓷热障涂层材料,采用固相反应法合成了单斜结构的GdTaO4陶瓷材料,分析了其微观组织形貌。第一性原理计算结果表明其沿[100]晶向的杨氏模量值约为[010]和[001]方向上的3倍。实验测得800℃下其热导率约为1.70 W·m^-1·K^-1,明显低于7YSZ和8YSZ在800℃下的热导率(分别约为2.37和2.47 W·m^-1·K^-1),是一种潜在的低热导陶瓷热障涂层材料。 展开更多
关键词 热障涂层 稀土钽酸盐 热导率 力学各向异性
基于内聚力模型的热障涂层失效行为研究 预览
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作者 李雪换 底月兰 +3 位作者 王海斗 李国禄 董丽虹 马懿泽 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1500-1504,共5页
热障涂层以其优异的隔热、耐磨和耐蚀性而被广泛应用于航空涡轮发动机中,其能够提高发动机的热效率和延长涡轮叶片的使用寿命。热障涂层的失效往往是裂纹扩展导致,其主要失效形式为表面开裂和界面分层失效。针对热障涂层的裂纹扩展行为... 热障涂层以其优异的隔热、耐磨和耐蚀性而被广泛应用于航空涡轮发动机中,其能够提高发动机的热效率和延长涡轮叶片的使用寿命。热障涂层的失效往往是裂纹扩展导致,其主要失效形式为表面开裂和界面分层失效。针对热障涂层的裂纹扩展行为,最重要也最直接的研究方法就是对热障涂层的整个损伤失效过程进行数值模拟,以便深入了解涂层失效过程及失效机理。内聚力模型能够比较精确地描述界面开裂问题,在一定程度上可减轻甚至消除裂纹尖端的应力奇异性,可以模拟任意裂纹扩展,故而在裂纹扩展研究中得到了广泛应用。采用内聚力模型模拟热障涂层表面开裂和界面分层失效的过程中,通常把内聚力单元预埋在可能出现裂纹的实体单元之间,当材料发生破坏时,裂纹就会沿着内聚力单元排布的方向形成和扩展。然而造成热障涂层损伤失效的因素较多,失效机理复杂,以及内聚力模型本身的缺陷性,使得利用内聚力模型模拟热障涂层失效过程的研究还不够全面。目前已经通过内聚力模型实现了热障涂层的损伤失效过程模拟,包括表面开裂过程和界面分层失效过程。当前研究大多忽略了涂层内部的微细观缺陷而将热障涂层视为均质材料进行研究,并且内聚力模型本身还存在一些问题,如参数的确定等。随着热障涂层的发展以及对内聚力模型认识的不断加深,内聚力模型模拟热障涂层损伤失效过程也在不断发展与完善。在表面开裂模拟方面,通过在陶瓷涂层内垂直嵌入内聚力单元来模拟陶瓷层内表面裂纹的扩展行为。陶瓷涂层内裂纹扩展行为的模拟大多采用扩展有限元法,内聚力模型的应用相对较少,而内聚力模型可有效解决界面开裂问题,特别是粘结层/陶瓷界面开裂问题,故而被广泛应用于热障涂层界面失效问题的研究中。本文对内聚力模型进行了 展开更多
关键词 热障涂层 内聚力模型 失效行为 裂纹扩展 表面开裂 界面分层
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热障涂层界面脱粘缺陷的脉冲红外热成像检测
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作者 董丽虹 郭伟 +4 位作者 王海斗 邢志国 冯辅周 王博正 高治峰 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第8期283-292,共10页
针对热障涂层界面脱粘缺陷的无损检测问题,首先制备了一种导热过程更加接近真实缺陷,且尺寸可控的人工模拟脱粘缺陷试样;在此基础上,采用脉冲红外热成像检测技术对人工脱粘缺陷进行检测,分析了涂层界面脱粘区和非脱粘区的表面温度瞬态... 针对热障涂层界面脱粘缺陷的无损检测问题,首先制备了一种导热过程更加接近真实缺陷,且尺寸可控的人工模拟脱粘缺陷试样;在此基础上,采用脉冲红外热成像检测技术对人工脱粘缺陷进行检测,分析了涂层界面脱粘区和非脱粘区的表面温度瞬态响应过程;以图像标准差(SD)和归一化对比度(NC)作为评价标准,定量对比了脉冲相位法、主成分分析和表面热信号重构3种典型的热图重构方法在脱粘缺陷识别中的作用。结果表明,对400μm厚的YSZ热障涂层,原始热图中可识别最小直径为4mm的脱粘缺陷,而3种重构热图中均可识别最小直径为2mm的界面脱粘缺陷,3种重构算法均显著提高了界面脱粘缺陷的识别能力,其中以表面热信号重构算法对图像的噪声抑制能力最强。 展开更多
关键词 热障涂层 界面脱粘缺陷 脉冲热成像检测 热图重构 热信号重构
热循环过程中等离子喷涂YSZ涂层的力学性能研究
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作者 胡豆豆 黄继波 王卫泽 《热加工工艺》 北大核心 2019年第8期132-134,141共4页
使用两种粒径(15~25μm和45~60μm)的YSZ粉末,通过大气等离子喷涂制备热障涂层,并进行高温热循环处理。采用Knoop压痕法研究了等离子喷涂YSZ涂层在高温热循环过程中的弹性模量和硬度演变规律。结果表明:随着热循环次数的增加,该涂层的... 使用两种粒径(15~25μm和45~60μm)的YSZ粉末,通过大气等离子喷涂制备热障涂层,并进行高温热循环处理。采用Knoop压痕法研究了等离子喷涂YSZ涂层在高温热循环过程中的弹性模量和硬度演变规律。结果表明:随着热循环次数的增加,该涂层的弹性模量和硬度均呈先增大后降低或基本不变的趋势。粗粒径粉末制备的该涂层硬度和弹性模量均高于细粒径粉末制备的涂层。涂层的弹性模量和硬度在热循环的不同阶段表现出不同程度的各向异性。 展开更多
关键词 热障涂层 YSZ Knoop压痕 弹性模量 硬度
先进高温热障涂层用高性能粘接层制备及研究进展
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作者 余春堂 阳颖飞 +1 位作者 鲍泽斌 朱圣龙 《中国腐蚀与防护学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第5期395-403,共9页
热障涂层能显著提高航空发动机的效率和推重比,具备保护关键热端部件(例如涡轮叶片)能力而获得广泛运用,其构成一般由外表面的陶瓷隔热层和抗高温氧化的中间粘接层组成。在热障涂层体系中,粘接层抗高温氧化性能的好坏直接决定了热障涂... 热障涂层能显著提高航空发动机的效率和推重比,具备保护关键热端部件(例如涡轮叶片)能力而获得广泛运用,其构成一般由外表面的陶瓷隔热层和抗高温氧化的中间粘接层组成。在热障涂层体系中,粘接层抗高温氧化性能的好坏直接决定了热障涂层体系的服役性能和寿命,因此受到相关研究者的关注。金属Pt改性的粘接层具有优异的抗高温氧化和热腐蚀综合性能,特别是表面生成的连续致密Al2O3氧化膜抗剥落性强,是高温防护金属粘结层的优选方案。本文重点介绍了Pt改性MCrAlY粘接层和Pt改性铝化物涂层的研究现状和进展,并且论述了制备方法与原理及其特点,对先进Pt改性粘接层的发展趋势进行了展望。 展开更多
关键词 热障涂层 MCRALY 铂铝涂层 活性元素
基于ANSYS的热障涂层瞬态动力学分析与研究 预览
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作者 王素粉 《机械工程与自动化》 2019年第3期83-84,86共3页
建立热障涂层应变的数学本构模型及材料模型,进行了热障涂层的热力学分析,得到设定时间内的变化云图,得出热障涂层的等效蠕变是随着温度的增加而增加的,且热障涂层内外层的温度与时间的变化规律与定义载荷变化规律一致这一结论,所获得... 建立热障涂层应变的数学本构模型及材料模型,进行了热障涂层的热力学分析,得到设定时间内的变化云图,得出热障涂层的等效蠕变是随着温度的增加而增加的,且热障涂层内外层的温度与时间的变化规律与定义载荷变化规律一致这一结论,所获得的分析数据为热障涂层的进一步实验分析及热障涂层的优化设计提供了一定的理论依据。 展开更多
关键词 ANSYS 热障涂层 热应力 等效蠕变
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激光重熔YSZ热障涂层950℃的热腐蚀行为
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作者 虞礼嘉 梁文萍 +3 位作者 林浩 缪强 黄彪子 崔世宇 《中国腐蚀与防护学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第1期77-82,共6页
研究了等离子喷涂热障涂层(TBCs)和激光重熔热障涂层在75%Na2SO4+25%NaCl (质量分数)熔盐中不同时间下的热腐蚀性能。通过SEM和XRD分析了热腐蚀后两种热障涂层表面和截面的微观形貌和物相组成。结果表明,未经过激光重熔的涂层在前50 h... 研究了等离子喷涂热障涂层(TBCs)和激光重熔热障涂层在75%Na2SO4+25%NaCl (质量分数)熔盐中不同时间下的热腐蚀性能。通过SEM和XRD分析了热腐蚀后两种热障涂层表面和截面的微观形貌和物相组成。结果表明,未经过激光重熔的涂层在前50 h的热腐蚀过程中重量增加;在后续腐蚀过程中重量减小,100 h时腐蚀减重达到了6.8 mg/cm2,同时出现了涂层剥落的现象;表面物相分析检测到ZrO2和Y2(SO4)3相。激光重熔热障涂层在热腐蚀过程中重量一直在增加;后期阶段趋于平缓,100 h时腐蚀增重为3.7 mg/cm2;表面物相分析仅检测到ZrO2相。激光重熔改善了热障涂层的抗热腐蚀性能。 展开更多
关键词 热障涂层 等离子喷涂 激光重熔 热腐蚀 镍基高温合金
单相双稀土改性SrZrO3热障涂层的热物理性能 预览
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作者 马伯乐 马文 +3 位作者 黄威 白玉 贾瑞灵 董红英 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期394-400,共7页
由于SrO和ZrO2的蒸气压不同,造成等离子喷涂SrZrO3涂层组分偏离原始粉末化学计量比,从而导致制备态涂层中出现第二相ZrO2。为了获得高相稳定性的单相涂层,实验采用固相合成法合成并经过喷雾造粒制备了双稀土改性Sr过量SrZrO3(Sr1.1(Zr0.... 由于SrO和ZrO2的蒸气压不同,造成等离子喷涂SrZrO3涂层组分偏离原始粉末化学计量比,从而导致制备态涂层中出现第二相ZrO2。为了获得高相稳定性的单相涂层,实验采用固相合成法合成并经过喷雾造粒制备了双稀土改性Sr过量SrZrO3(Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05)热喷涂粉末,采用大气等离子喷涂方法制备了相应的涂层,研究了单相双稀土改性SrZrO3热障涂层的热物理性能及其热循环寿命。研究结果表明,制备态Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05涂层中无第二相产生,1600℃热处理360h后Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05保持单相SrZrO3结构,高温相稳定性良好。Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05涂层的烧结系数为7.27×10^-6s^-1,热处理360h后该涂层的热膨胀系数为(9.0~11.0)×10^-6K^-1(200~1400℃),热导率为2.83W/(m?K)(1000℃)。Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05/YSZ双层涂层的火焰循环次数为1000次,失效区域主要发生在Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05陶瓷层内。在喷涂粉末中增加SrO的含量能够弥补在大气等离子喷涂过程中Sr元素过量挥发的问题,成功制备了单相双稀土改性Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05热障涂层。双稀土掺杂能够明显提高涂层的热膨胀系数,且单相双稀土改性Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05涂层的抗烧结性能明显优于SrZrO3涂层,但单相Sr1.1(Zr0.9Yb0.05Gd0.05)O3.05涂层热导率比含有第二相的SrZrO3涂层高。 展开更多
关键词 热障涂层 SrZrO3 热膨胀 热导率
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氧化钇稳定氧化锆涂层的研究现状 预览
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作者 彭春玉 《广州化工》 CAS 2019年第13期44-46,共3页
由于氧化钇稳定氧化锆(YSZ)陶瓷材料在作为热障涂层的使用过程中存在因抗烧结性能差、应力裂纹、涂层脱落等导致涂层失效的问题,本文主要从热障涂层的制备工艺,抗烧结性能、控制TGO的生长、抗CMAS腐蚀及YSZ面层应变容限等方面的改善方... 由于氧化钇稳定氧化锆(YSZ)陶瓷材料在作为热障涂层的使用过程中存在因抗烧结性能差、应力裂纹、涂层脱落等导致涂层失效的问题,本文主要从热障涂层的制备工艺,抗烧结性能、控制TGO的生长、抗CMAS腐蚀及YSZ面层应变容限等方面的改善方法进行论述,通过提高涂层纯度、改变粘接层及涂层成分、涂层结构及制备柱状结构YSZ陶瓷面层释放热失配应力等可有效改善涂层在使用过程中的失效问题。 展开更多
关键词 氧化钇稳定氧化锆 热障涂层 等离子喷涂 电子束物理气相沉积 失效机理
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等离子喷涂-物理气相沉积7YSZ热障涂层高温氧化过程中的阻抗谱分析 预览
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作者 陈文龙 刘敏 +3 位作者 张吉阜 邓子谦 肖晓玲 唐维学 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期602-606,共5页
采用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)在预处理的粘结层表面制备了柱状结构的7YSZ热障涂层,并在大气环境下测试了该涂层在950℃的静态高温氧化性能。利用透射电镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)等对热障涂层进行了表征,并采... 采用等离子喷涂-物理气相沉积(PS-PVD)在预处理的粘结层表面制备了柱状结构的7YSZ热障涂层,并在大气环境下测试了该涂层在950℃的静态高温氧化性能。利用透射电镜(TEM)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱仪(EDS)等对热障涂层进行了表征,并采用阻抗谱分析研究了该涂层在高温氧化过程中的结构演变过程。结果表明,7YSZ热障涂层是由二次柱状晶及其纳米间隙、柱状枝晶间孔隙和分布在枝晶上的微纳米固态颗粒组合形成。阻抗分析表明,热生长氧化物(TGO)层在高温氧化150h后氧空位含量减少,致密度增加。在高温氧化过程中,二次柱状晶的内部结构没有发生明显改变。此外,氧化过程中YSZ层内形成的烧结收缩裂纹是导致YSZ晶界电容值减小、电阻值增加的主要原因。 展开更多
关键词 等离子喷涂-物理气相沉积 柱状结构 热障涂层 高温氧化 阻抗谱
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PS-PVD热障涂层抗沙尘冲刷行为研究 预览
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作者 陈文龙 刘敏 +1 位作者 肖晓玲 张吉阜 《热喷涂技术》 2019年第3期22-29,43共9页
为提高PS-PVD热障涂层的抗沙尘冲刷性能,采用等离子喷涂-物理气相沉积技术(PS-PVD)在粘结层表面制备7YSZ热障涂层,在大气环境下进行了抗沙尘冲刷试验,研究了PS-PVD热障涂层的冲刷行为及失效机制。通过等离子喷涂技术(APS)在PS-PVD热障... 为提高PS-PVD热障涂层的抗沙尘冲刷性能,采用等离子喷涂-物理气相沉积技术(PS-PVD)在粘结层表面制备7YSZ热障涂层,在大气环境下进行了抗沙尘冲刷试验,研究了PS-PVD热障涂层的冲刷行为及失效机制。通过等离子喷涂技术(APS)在PS-PVD热障涂层表面制备了一层致密层状涂层,重点研究了致密层厚度对PSPVD热障涂层抗冲刷失效性能的影响。结果表明PS-PVD热障涂层冲刷过程经历了快速、中速、慢速冲刷三个阶段。随着致密层厚度的增加,对PS-PVD热障涂层抗冲刷性能的提升愈加明显。当致密层厚度为5μm时,对PS-PVD热障涂层抗冲刷性能无明显影响;当致密层厚度为10μm时,PS-PVD热障涂层抗冲刷性能提高了约30%;当致密层厚度为20μm时,PS-PVD热障涂层抗冲刷性能约提高了4倍。 展开更多
关键词 等离子喷涂-物理气相沉积 热障涂层 室温环境 冲刷行为
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体积辐射换热对热障涂层-气膜冷却系统中热障涂层温度场的影响
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作者 蒋凌欣 蒋季伸 王炜哲 《动力工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第6期441-446,共6页
通过流固耦合计算方法预测了热障涂层-气膜冷却系统的温度场,其中体积辐射换热过程的模拟采用基于离散坐标法(DO)的辐射模型。研究了体积辐射换热对该系统中热障涂层温度场的影响,以及冷却孔结构和陶瓷层厚度对体积辐射换热的影响。结... 通过流固耦合计算方法预测了热障涂层-气膜冷却系统的温度场,其中体积辐射换热过程的模拟采用基于离散坐标法(DO)的辐射模型。研究了体积辐射换热对该系统中热障涂层温度场的影响,以及冷却孔结构和陶瓷层厚度对体积辐射换热的影响。结果表明:体积辐射换热对热障涂层温度场的提升作用明显;冷却孔结构强化了体积辐射换热对其边缘处热障涂层温度场的影响;增大陶瓷层厚度,并不能有效减小热障涂层中的辐射温升。 展开更多
关键词 体积辐射换热 温度场 热障涂层 气膜冷却 陶瓷层厚度
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