热障涂层在航空发动机涡轮叶片上的应用

本文分析了热障涂层(TBCs)技术应用于发动机涡轮叶片上的必要性,介绍了热障涂层在国外发动机涡轮叶片上的应用情况及国内的发展状况,同时还比较了等离子喷涂和电子束物理气相沉积两种主要制备方法的优缺点,最后展望了热障涂层的应用前景.     

聚甲基苯基硅氧烷涂层对高硅氧纤维/磷酸盐性能的影响

采用涂覆有机-无机杂化涂层的方法对高硅氧纤维(HSGF)进行表面改性.涂覆前后的纤维表面特性采用XPS和AFM进行表征;采用浸泡法腐蚀实验研究了涂层对HSGF耐酸腐蚀能力的影响;通过测试界面剪切强度(IFSS)评价了复合材料的界面粘结性能,并测试了涂层前后HSGF及其增强磷酸盐基复合材料力学性能.结果表明,聚甲基苯基硅氧烷(PSI)涂层可有效地保护高硅氧纤维,阻碍磷酸盐基体/高硅氧纤维之间的界面反应,降低磷酸对其的腐蚀速率,调节界面结合程度,使复合材料弯曲强度比未处理试样提高32%.     

等离子涂层涡轮导向叶片热疲劳寿命预测研究

针对等离子涂层涡轮导向叶片材料的变形特点,引入了粘塑性本构模型.进行了涂层高温氧化实验、带涂层构件热疲劳实验及有限元模拟研究.基于研究结果,建立了可以体现氧化损伤与热疲劳损伤耦合效应的寿命预测模型.计算分析了带涂层涡轮导向叶片的稳态温度场、涂层隔热效果和基于宏观尺度的应力应变场,研究了宏、细观有限元计算结果间的转换关系,提出了等效系数的方法,对涡轮导向叶片表面涂层的热疲劳寿命进行了预测.寿命预测结果合理,方法可行.      

等离子涂层热疲劳失效模式及失效机理研究

开展了等离子涂层构件热疲劳实验研究,对失效过程及失效模式进行考察,分析了对失效起主导作用的应力分量.针对陶瓷层材料引入粘塑性本构模型,对涂层的热疲劳进行数值模拟研究.分析表明,氧化层厚度为2 μm时,陶瓷层波峰位置容易萌生Ⅰ型横向裂纹,界面中部偏上位置容易萌生Ⅱ型横向裂纹;氧化层厚度为8 μm时,陶瓷层内部法向应力主导横向裂纹的扩展;不同厚度的氧化层内部将形成较高的应变能密度.给出了等离子涂层内部裂纹形成过程及机理.      

W251B11型燃气轮机叶片高温抗氧化涂层的修复与使用

采用真空等离子喷涂工艺对W251B11型燃气轮机一级动叶片的高温抗氧化涂层进行修复.经5438h当量运行考核后,停机检修发现叶片完好,未见烧蚀现象,这表明所采用的叶片涂层修复工艺是合理有效的.     

热喷涂技术在循环流化床锅炉中的应用

分析了循环流化床锅炉的磨损及原因,阐述了国内外用于高温抗冲蚀磨损热喷涂防护涂层的研究和应用进展.     

AV30脱水防腐涂料应用于飞机内部结构重腐蚀区耐久性研究

针对飞机内部典型结构的局部腐蚀环境进行了加速腐蚀环境及加速腐蚀试验力法研究,提出了适用于飞机内部结构重腐蚀区涂层的加速试验环境谱。为了综合评定AV30脱水防腐涂料对飞机内部典型结构的防腐性能,选择了2种现役涂料与其进行对比试验。试验结果表明,与现役飞机涂料相比,AV30的抗环境腐蚀性良好,通过对几种涂层绝缘电阻值随加速试验周期变化关系的深入研究,得到了绝缘电阻值与加速腐蚀周期之间的定量关系,为加速当量关系的研究提供了依据。同时概括总结了轻质材料铁合金连接结构涂以的腐蚀失效特点。     

纳米Y-PSZ基材料高温封严涂层的研制

前期探讨高温环境使用的封严涂层。研制出可磨耗封严涂层材料,以纳米Y-PSZ为基相材料,添加定量的高温软相和造孔组分,获得一种添加相分布均匀,组织细小松软的团聚型封严涂层材料粉末。并成功采用APS在试验基体上制备出≥1.0mm厚的涂层。对涂层组织、表面洛氏硬度、附着强度进行检测,并初步讨论相关性能。结果表明,研制的涂层硬度保持在HR45Y 30~55,并且孔隙率控制在30%的涂层具有适宜的结合强度和硬度,能够满足使用时的硬度和结合强度要求。     

电子束蒸发镀铝-铬合金涂层研究

本文研究了电子束蒸发镀铝－铬合金涂层的制备工艺,通过讨论不同的电压、束流对膜层外观、结合力、内应力的影响,确定了合适的陈镀工艺,对涂层和膜料的成分者了分析,表明涂层中铬含量与膜料中铬含量的较大差异,最后探讨了不同含铬量的涂层的耐蚀性。     

H+辐照前后C-SiC涂层的XPS分析

对不锈钢基体上离子束混合沉积的C－SiC涂层进行了H^ 辐照模拟试验，由SIMS测量H^ 辐照前后氢的浓试分布，采用沟电子能谱（XPS）对H^ 辐照前后涂层元素C和Si进行了内层电子结合能的测量分析，研究C及Si的化学键态的变化与H的关系，探讨SiC涂层阻氢机理。