YAG/8YSZ双陶瓷热障涂层体系高温氧化和CMAS腐蚀性能研究
发布时间：2021-04-17 12:24
热障涂层（Thermal Barrier Coatings,TBCs）被应用于燃气轮机高温热端部件,使基体合金可在更高温度范围服役。TBCs服役寿命及抗高温氧化、CMAS腐蚀等性能是衡量TBCs功能的重要指标。新型TBCs材料钇铝石榴石(Y3Al5O12,YAG)具有高的相稳定性与隔氧性、低的热导率及对CMAS的良好抗性,因其较低的热膨胀系数设计了YAG/8YSZ双陶瓷层TBCs结构。采用爆炸喷涂（D-GUN）制备粘结层（NiCoCrAlY）,大气等离子喷涂（APS）制备YAG和8YSZ陶瓷层。利用SEM和XRD分析涂层氧化、腐蚀及热震前后截面与表面特征,比较研究了大气环境中8YSZ单陶瓷和YAG/8YSZ双陶瓷TBCs体系的抗高温氧化性能、抗CMAS腐蚀性能及CMAS与YAG之间的反应性,最后采用热震实验表征了2种涂层体系的循环寿命。高温氧化失效是TBCs失效的主要模式之一。本文对比研究了8YSZ单陶瓷和YAG/8YSZ双陶瓷TBCs体系在1100℃等温氧化不同时间后的氧化增重动力学、YAG陶瓷层微观结构与物相及热生长...
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
随涂层技术发展涡轮叶片材料服役温度变化
究院、北京科技大学、清华大学、大连理工大学、学等单位相继开展了多方面的研究工作，为高温献。燃气涡轮发动机推重比的提高，其核心部件工作极限，故对热障涂层深入的研究有着重大的意义一种隔热材料，在高温环境中，能形成从材料表向基体的传导，从而达到隔热的目的。层研究现状层的结构功能可分为四层，基体（Substrate, Sub）、粘结层（BThermally Grown Oxide, TGO）和面层陶瓷层（协同作用且又相互独立发挥其对应功能，保证了面层陶瓷层是隔热功能实现的前提，是 TBCs 结构BCs 最经典的结构示意图。
图 1.5 爆炸喷涂粘结层显微结构军等[44]人研究了爆炸喷涂工艺制备 Al2O3/NiC究；在 700℃和 900℃下对喷涂试件进行加热氧密，界面结合良好，无剥落、局部起伏嵌合状态于 1％；经过加热的组织中存在部分深色带状氧化时间的延长，有增多的趋势。在整个加热扩散，但可以观察到部分 Al 元素存在迁移，O制备的陶瓷/金属复合涂层对基体有较好的保护结层选用爆炸喷涂工艺制备。层的制备离子喷涂用来制备热障涂层 TC 的方法。相比于 EB-PV本低、操作灵活、沉积效率高，其制备的热障是地面燃机中的大尺寸部件，如燃烧室、导叶如图 1.6 所示[49]。在等离子喷涂过程中，喷枪
【参考文献】：
期刊论文
[1]热处理温度对爆炸喷涂Al2O3/NiCoCrAlYTa涂层组织性能的影响[J]. 卫旭峰,徐涛,李德元,张广伟. 材料热处理学报. 2018(04)
[2]热障涂层在CMAS环境下的失效与防护[J]. 杨姗洁,彭徽,郭洪波. 航空材料学报. 2018(02)
[3]热喷涂纳米结构La2Zr2O7（LZ）/8YSZ双陶瓷热障涂层[J]. 王铀,王亮,刘赛月,刘勇,王超会,邹志伟. 中国表面工程. 2016(01)
[4]爆炸喷涂工艺制备Al2O3/NiCoCrAlYTa复合涂层的高温氧化研究[J]. 赵常军,张宝卫,张跃东,张广伟,王栋. 焊接技术. 2015(03)
[5]爆炸和超音速火焰喷涂MCrAlYX涂层的显微结构、力学性能及抗氧化特性（英文）[J]. 高俊国,汤智慧,王长亮,郭孟秋,崔永静. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(03)
[6]热障涂层材料与技术的研究进展[J]. 撒世勇,王大伟. 腐蚀科学与防护技术. 2014(05)
[7]Sintering kinetics of YAG ceramics[J]. 黄毅华,江东亮,张景贤,陈忠明,林庆玲,黄政仁. Journal of Rare Earths. 2014(05)
[8]热障涂层材料及其制备技术的研究进展[J]. 张天佑,吴超,熊征,周圣丰. 激光与光电子学进展. 2014(03)
[9]热障涂层技术应用进展[J]. 刘超,彭瑾,张微,曹学强. 航天制造技术. 2012(04)
[10]CMAS环境下电子束物理气相沉积热障涂层的热循环行为及失效机制[J]. 苗文辉,王璐,郭洪波,彭徽,王凯,宫声凯. 复合材料学报. 2012(05)
硕士论文
[1]EBPVD热障涂层与熔融CMAS化学反应产物ZrSiO4生长特点的表征[D]. 李国正.湘潭大学 2016
[2]等离子喷涂热障涂层的氧化行为及失效分析[D]. 王迎亚.沈阳工业大学 2015
本文编号：3143450
【文章来源】：兰州理工大学甘肃省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
随涂层技术发展涡轮叶片材料服役温度变化
究院、北京科技大学、清华大学、大连理工大学、学等单位相继开展了多方面的研究工作，为高温献。燃气涡轮发动机推重比的提高，其核心部件工作极限，故对热障涂层深入的研究有着重大的意义一种隔热材料，在高温环境中，能形成从材料表向基体的传导，从而达到隔热的目的。层研究现状层的结构功能可分为四层，基体（Substrate, Sub）、粘结层（BThermally Grown Oxide, TGO）和面层陶瓷层（协同作用且又相互独立发挥其对应功能，保证了面层陶瓷层是隔热功能实现的前提，是 TBCs 结构BCs 最经典的结构示意图。
图 1.5 爆炸喷涂粘结层显微结构军等[44]人研究了爆炸喷涂工艺制备 Al2O3/NiC究；在 700℃和 900℃下对喷涂试件进行加热氧密，界面结合良好，无剥落、局部起伏嵌合状态于 1％；经过加热的组织中存在部分深色带状氧化时间的延长，有增多的趋势。在整个加热扩散，但可以观察到部分 Al 元素存在迁移，O制备的陶瓷/金属复合涂层对基体有较好的保护结层选用爆炸喷涂工艺制备。层的制备离子喷涂用来制备热障涂层 TC 的方法。相比于 EB-PV本低、操作灵活、沉积效率高，其制备的热障是地面燃机中的大尺寸部件，如燃烧室、导叶如图 1.6 所示[49]。在等离子喷涂过程中，喷枪
【参考文献】：
期刊论文
[1]热处理温度对爆炸喷涂Al2O3/NiCoCrAlYTa涂层组织性能的影响[J]. 卫旭峰,徐涛,李德元,张广伟. 材料热处理学报. 2018(04)
[2]热障涂层在CMAS环境下的失效与防护[J]. 杨姗洁,彭徽,郭洪波. 航空材料学报. 2018(02)
[3]热喷涂纳米结构La2Zr2O7（LZ）/8YSZ双陶瓷热障涂层[J]. 王铀,王亮,刘赛月,刘勇,王超会,邹志伟. 中国表面工程. 2016(01)
[4]爆炸喷涂工艺制备Al2O3/NiCoCrAlYTa复合涂层的高温氧化研究[J]. 赵常军,张宝卫,张跃东,张广伟,王栋. 焊接技术. 2015(03)
[5]爆炸和超音速火焰喷涂MCrAlYX涂层的显微结构、力学性能及抗氧化特性（英文）[J]. 高俊国,汤智慧,王长亮,郭孟秋,崔永静. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2015(03)
[6]热障涂层材料与技术的研究进展[J]. 撒世勇,王大伟. 腐蚀科学与防护技术. 2014(05)
[7]Sintering kinetics of YAG ceramics[J]. 黄毅华,江东亮,张景贤,陈忠明,林庆玲,黄政仁. Journal of Rare Earths. 2014(05)
[8]热障涂层材料及其制备技术的研究进展[J]. 张天佑,吴超,熊征,周圣丰. 激光与光电子学进展. 2014(03)
[9]热障涂层技术应用进展[J]. 刘超,彭瑾,张微,曹学强. 航天制造技术. 2012(04)
[10]CMAS环境下电子束物理气相沉积热障涂层的热循环行为及失效机制[J]. 苗文辉,王璐,郭洪波,彭徽,王凯,宫声凯. 复合材料学报. 2012(05)
硕士论文
[1]EBPVD热障涂层与熔融CMAS化学反应产物ZrSiO4生长特点的表征[D]. 李国正.湘潭大学 2016
[2]等离子喷涂热障涂层的氧化行为及失效分析[D]. 王迎亚.沈阳工业大学 2015
本文编号：3143450
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