• 网站首页
  • 军事
  • 设计
  • 英超体育
  • NBA
  • 自修复热障涂层与激光制备方法研究现状:5分11选5手机版APP

    发布时间: 2021-02-18 11:26首页:主页 > 军事 > 阅读()
    本文摘要:第二章:航空技术的发展对国防和经济建设影响最大,涉及国家安全和国计民生的核心利益。航空涡轮发动机是现代航空飞机的核心,标志着航空技术的发展水平。市场对飞行速度、飞行中距离和安全性能的要求有了很大提高,这使得航空涡轮发动机向大发动机、高效率、低油耗和长寿命方向发展。因此,涡轮发动机前的温度必须大大提高。 半个世纪以来,作为提高涡轮发动机前部温度的最有效措施,叶片材料表面热障涂层的制备一直是材料科学领域的研究热点。进入21世纪后,我国航空涡轮发动机的市场需求更大。

    5分11选5

    第二章:航空技术的发展对国防和经济建设影响最大,涉及国家安全和国计民生的核心利益。航空涡轮发动机是现代航空飞机的核心,标志着航空技术的发展水平。市场对飞行速度、飞行中距离和安全性能的要求有了很大提高,这使得航空涡轮发动机向大发动机、高效率、低油耗和长寿命方向发展。因此,涡轮发动机前的温度必须大大提高。

    半个世纪以来,作为提高涡轮发动机前部温度的最有效措施,叶片材料表面热障涂层的制备一直是材料科学领域的研究热点。进入21世纪后,我国航空涡轮发动机的市场需求更大。同时,工业燃气轮机对热障涂层也有市场需求。因此,热障涂层的研究、开发和制备技术具有巨大的市场、经济、军事和社会效益。

    1.热障涂层的发展历史始于20世纪40年代末和50年代初。将其应用于美国NASA的X-15火箭燃烧室,构建了当时的速度(6.72马赫)和飞行高度(108km)记录。20世纪70年代中期,双层涂层体系(粘结层氧化钇和部分稳定氧化锆(YSZ))的成功开发,使热障涂层的研究取得突破,开始广泛应用于燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片和火焰筒等热端部件,被称为第一代热障涂层。20世纪80年代初,美国普拉特希特尼公司采用高压等离子喷涂(LPPS)制备了一种更耐水解的金属粘接层NiCoCrAlY,其使用寿命是采用大气等离子喷涂(APS)的第一代热障涂层的2.5倍。

    20世纪80年代末,发展了第三代热障涂层,即LPPS制造的金属结合层,PVD制造的YSZ陶瓷层。燃烧器试验表明,第三代热障涂层的寿命是第二代热障涂层的10倍,叶片的寿命是第二代热障涂层的3倍。90年代末,研制出第四代热障涂层,导热系数更低。

    该涂层已在JTDEXTE76验证机的高压涡轮叶片上成功测试。经过几十年的发展,随着PVD APSLPPSEB公司的涂层制备技术的发展,热障涂层的工艺得到了不断的改进。近年来,激光制造技术由于可以提高陶瓷涂层的密度,增加高温下的氧渗透,在热障涂层工艺的研究中经常出现,并取得了可行的成果。热障涂层的两层涂层体系结构(结合层陶瓷层)几十年来基本保持不变,但涂层成分和微观结构仍在深入研究和大幅度发展。

    国内外许多学者对陶瓷涂层进行了研究,美国国家航空航天局在实验室成功研制了一些HFO 2-y2 O3热障涂层。测试结果表明,复合氧化物热障涂层具有较好的热循环性能。有学者指出,稀土锆酸盐是热障涂层未来的发展方向。

    稀土锆酸盐材料A2B2O7(A=La,Nd,Sm,Gd,Dy,Er,Yb,B=Zr,Ce等。)具有较低的电导率,其相态和化学成分在高温下更稳定,因此具有良好的应用前景。

    然而,稀土锆酸盐热障涂层尚不存在,如热膨胀系数和粘结层热膨胀系数不确定。2.热障涂层的过热机理航空涡轮发动机的工作条件非常严格。汽轮机的最低工作温度在典型工作循环中约为1350,在较长时间内为800 ~ 900。

    5分11选5手机版APP

    影响热障涂层过热的因素很多,如材料性能不确定、界面水解等。目前用于最广泛热障涂层的陶瓷层材料为6% ~ 8% 6% ~ 8% y2 O3部分稳定氧化锆(6 ~ 8 YSZ),YSZ热障涂层一般由粘结层(BC)和顶层(TC)组成。粘合层通常都是 陶瓷层的主要作用是防水,粘接层的主要作用是减少加热过程中金属基体和陶瓷层之间的热应力,TGO对粘接层和基体起到抗高温水解和防水的作用,合金基体主要承受机械载荷。

    在热循环载荷下,各部件根据动力学原理相互作用,以动态平衡的方式构建热障功能。早期热障涂层不容易再次过热,因为陶瓷层容易再次分解,耐温性相对较低。用Y2O3代替MgO和CaO作为稳定剂,陶瓷层的稳定性大大提高,涂层的过热从陶瓷层的不稳定性转移到了附着层。

    当胶层中的Al全部被选择性氧化时,胶层中开始形成抗压强度较低的NiO结构,在NiO富集的地方比在Al2O3的地方更容易出现裂纹和扩展,导致涂层开裂和过热。在第二代热障涂层中,采用LPPS法制备了麦克拉利胶层,增加了制备过程中有害氧化物的分解,提高了涂层密度。很大程度上避免了预先存在的氧化物晶核,从而改变了热障涂层胶层的水解方式,解决了NiO引起的过热问题。

    在长期热循环过程中,由于每层材料的热膨胀系数不同而产生热应力,TGO大幅度水解生长,使热障涂层开裂,最终导致热障涂层和基体开裂,成为第二代热障涂层的主要过热形式。涂层的过热再次发生在粘合剂层和陶瓷层之间的界面附近,并且裂纹平行于该界面发展,并且通常保持在陶瓷层中。因为粘合层被LPPS强化,涂层的过热部分也从粘合层转移到陶瓷层[9,10]。

    因此,采用电子束-PVD法进一步沉积第三代热障涂层,得到柱状晶体结构的YSZ陶瓷层,应急容差小。制备方法的改变导致过热形式的改变,第三代热障涂层在热生长氧化物附近再次过热。随着工作时间的缩短,陶瓷层与结合层之间的TGO分解逐渐增大,在变形过程中,裂纹出现在TGO或结合层与TGO的界面处,导致陶瓷层开裂[4]。从热障涂层的过热机理可以看出,不同方向(TC、BC或TGO)的裂纹是YSZ热障涂层在高温热氧化条件下的主要过热形式之一,控制裂纹的消除和扩展是提高热障涂层热阻、缩短其使用寿命的关键。

    3.自修复热障涂层的高温热氧化和热应力导致的裂纹消除是目前材料科学中不可逾越的瓶颈,有必要寻找另一种方法来解决这个问题。根据自修复材料理论,自修复热障涂层可以从诱导水解和阻止裂纹扩展两个方面缩短热障涂层的使用寿命。

    自修复热障涂层融合智能涂层思想,使热障涂层根据外界条件的变化自发完成修复过程,是先进设备的涂层技术路线。但是陶瓷材料具有很强的定向化学键,原子迁移能力非常有限,很难构建不道德的自修复。

    有学者发现,陶瓷材料中的裂纹可以通过高温分解的水解产物得到一定量的填充,实现自修复功能。


    本文关键词:自,修复,热障,涂层,与,激光,制备,5分11选5手机版APP,方法研究

    本文来源:5分11选5-www.yaboyule159.icu

    特别声明:文章内容仅供参考,不造成任何投资建议。投资者据此操作,风险自担。

    网站首页 - 军事 - 设计 - 英超体育 - NBA

    本站不良内容举报联系客服QQ:388046341 官方微信:mLLXD388046341 服务热线:mLLXD388046341

    未经本站书面特别授权,请勿转载或建立镜像

    Copyright © 2003-2020 www.yaboyule159.icu. 5分11选5科技 版权所有 网站地图 xml地图