铂铝合金层的制备、高温抗氧化行为及其在高温合金表面的应用
发布时间：2021-12-17 22:00
燃气轮机广泛应用于航空、舰船和发电,通过提高燃气温度,可以提高能源利用率和减少碳排放。但是,燃气温度提高的同时,也对燃气轮机合金组件的承温能力带来了新的挑战。燃气轮机中用量最大的合金是镍基合金和钛基轻质合金,钛铝合金高温力学性能的提高,使轻质合金在燃气轮机热端（涡轮）的应用成为可能。由隔热陶瓷层和合金粘结层组成的热障涂层系统（TBCs）可以有效提高涡轮叶片的承温能力,合金粘结层的作用主要是降低陶瓷层与合金基体之间的热失配,通过形成具有保护性的A1203膜（也作热致生长氧化物TGO）对合金基体进行高温防护,提高其高温氧化抗性和持久性。与一般的A12O3膜形成功能的铝化物粘结层相比,铂铝（Pt-Al）合金涂层可以形成更致密的TGO,高温氧化抗性更好,而且TGO粘附性更高,寿命更长,在1000 ℃下可以为叶片提供长达25000 h的热循环防护。然而,由于制备工艺复杂,关于镀铂、铝化两个关键制备步骤和基体组分对涂层物相、结构的影响缺乏系统的研究。作为多组分、多层结构的粘结层,由于其在高温服役过程中复杂的TGO生长行为,组分、物相、结构和TGO粘附性的退化过程,以及熔盐沉积导致的TGO退化机制等...
【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．４镍基合金耐温能力的发展［２］??Ｆｉｇ?１．４?Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ?ｏｆ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ?ｏｆＮｉ－ｂａｓｅｄ?ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ??
海大学博丄－学位论文?用于燃气轮机热端结构材料的高温防护。热障涂层系统在高温防护领域的应用效率、大推力和长寿命燃气轮机设计得以实现。尽管我国己经意识到航空发和地面燃气轮机对国民经济和军事的重要性，并着手航空发动机和地面发电轮机的研发，但是燃气轮机仍然依赖进口。??■＾―７Ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ?｜?ｔｋｎｘｌ－?；?；?ＣＴ?Ｃｏｏ，，ｎ？－??Ｔｈｃｒｍａｌ－Ｂａｒｒｗｒｒ－?Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?：?Ｃｏａｔｏ－ｏａｔ??
??明显的限制了高温氧化抗性。如图１．９所示，质量增重明显高于Ｐ型粘结层。而??且低Ａ１含量会明显影响寿命。因此，目前对于Ｐｔ－Ａｌ粘结层的研究仍然以Ｐ相为??主。??１．２．３?Ｐｔ对做层氣化抗性的提升机制??在１９４９年，Ｋｕｂａｓｃｈｅｗｓｋｉ和Ｇｏｌｄｂｅｃｋ通过在纯镍中加入少量的Ｐｔ，首次发??现了?Ｐｔ对氧化抗性的有利影响。随后，关于Ｐｔ的作用机制得到了深入的研宂。??Ｐｔ可以极大地提升合金和铝化物涂层的高温氧化抗性。这样的提升主要是在??Ｐｔ的作用下，Ａ１２０３膜的粘附性得到了提升。一些学者认为Ｐｔ降低了氧化膜内的??生长应力，也有人认为Ｐｔ促进Ａｌ２〇３钉生长进入基体。最近，Ｓｖｅｎｓｓｏｎ等人【３４］??通过含Ｐｔ镍铝合金的氧化实验和理论计算，认为Ｐｔ的作用是减少了氧化膜与涂??层界面处的孔洞和提高了接触面积。Ｔａｔｌｏｃｋ等人的研究表明Ｐｔ通过增加Ａ１在??合金中的扩散速率来增强抗氧化性，使得合金能够很迅速地形成保护性的氧化铝??膜［３５］。Ｍａｒｉｎｏ等人【３６】通过第一性原理密度函数计算表明
【参考文献】：
期刊论文
[1]梯度NiCoCrAlYSi涂层的循环氧化及热腐蚀行为[J]. 彭新,姜肃猛,孙旭东,宫骏,孙超. 金属学报. 2016(05)
[2]“十三五”,中国要上的100个大项目[J]. 任珂,方栋,李来房. 当代广西. 2016(06)
[3](NiCoCrAlYSiB+AlSiY)复合涂层热腐蚀行为的研究[J]. 卢旭阳,于大千,姜肃猛,刘山川,宫骏,孙超. 金属学报. 2012(04)
[4]欧盟航空减排交易体制（EU ETS）探析——兼论国际航空减排路径[J]. 覃华平. 比较法研究. 2011(06)
[5](Ni,Pd)Al涂层的高温热腐蚀[J]. 李猛进,孙晓峰,管恒荣,姜晓霞,胡壮麒. 金属学报. 2004(07)
博士论文
[1]铂铝合金粘结涂层的高温氧化行为研究[D]. 宋鹏.昆明理工大学 2010
本文编号：3541023
【文章来源】：上海大学上海市 211工程院校
【文章页数】：130 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１．４镍基合金耐温能力的发展［２］??Ｆｉｇ?１．４?Ｐｒｏｇｒｅｓｓｉｏｎ?ｏｆ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ?ｃａｐａｂｉｌｉｔｉｅｓ?ｏｆＮｉ－ｂａｓｅｄ?ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙｓ??
海大学博丄－学位论文?用于燃气轮机热端结构材料的高温防护。热障涂层系统在高温防护领域的应用效率、大推力和长寿命燃气轮机设计得以实现。尽管我国己经意识到航空发和地面燃气轮机对国民经济和军事的重要性，并着手航空发动机和地面发电轮机的研发，但是燃气轮机仍然依赖进口。??■＾―７Ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙ?｜?ｔｋｎｘｌ－?；?；?ＣＴ?Ｃｏｏ，，ｎ？－??Ｔｈｃｒｍａｌ－Ｂａｒｒｗｒｒ－?Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ?：?Ｃｏａｔｏ－ｏａｔ??
??明显的限制了高温氧化抗性。如图１．９所示，质量增重明显高于Ｐ型粘结层。而??且低Ａ１含量会明显影响寿命。因此，目前对于Ｐｔ－Ａｌ粘结层的研究仍然以Ｐ相为??主。??１．２．３?Ｐｔ对做层氣化抗性的提升机制??在１９４９年，Ｋｕｂａｓｃｈｅｗｓｋｉ和Ｇｏｌｄｂｅｃｋ通过在纯镍中加入少量的Ｐｔ，首次发??现了?Ｐｔ对氧化抗性的有利影响。随后，关于Ｐｔ的作用机制得到了深入的研宂。??Ｐｔ可以极大地提升合金和铝化物涂层的高温氧化抗性。这样的提升主要是在??Ｐｔ的作用下，Ａ１２０３膜的粘附性得到了提升。一些学者认为Ｐｔ降低了氧化膜内的??生长应力，也有人认为Ｐｔ促进Ａｌ２〇３钉生长进入基体。最近，Ｓｖｅｎｓｓｏｎ等人【３４］??通过含Ｐｔ镍铝合金的氧化实验和理论计算，认为Ｐｔ的作用是减少了氧化膜与涂??层界面处的孔洞和提高了接触面积。Ｔａｔｌｏｃｋ等人的研究表明Ｐｔ通过增加Ａ１在??合金中的扩散速率来增强抗氧化性，使得合金能够很迅速地形成保护性的氧化铝??膜［３５］。Ｍａｒｉｎｏ等人【３６】通过第一性原理密度函数计算表明
【参考文献】：
期刊论文
[1]梯度NiCoCrAlYSi涂层的循环氧化及热腐蚀行为[J]. 彭新,姜肃猛,孙旭东,宫骏,孙超. 金属学报. 2016(05)
[2]“十三五”,中国要上的100个大项目[J]. 任珂,方栋,李来房. 当代广西. 2016(06)
[3](NiCoCrAlYSiB+AlSiY)复合涂层热腐蚀行为的研究[J]. 卢旭阳,于大千,姜肃猛,刘山川,宫骏,孙超. 金属学报. 2012(04)
[4]欧盟航空减排交易体制（EU ETS）探析——兼论国际航空减排路径[J]. 覃华平. 比较法研究. 2011(06)
[5](Ni,Pd)Al涂层的高温热腐蚀[J]. 李猛进,孙晓峰,管恒荣,姜晓霞,胡壮麒. 金属学报. 2004(07)
博士论文
[1]铂铝合金粘结涂层的高温氧化行为研究[D]. 宋鹏.昆明理工大学 2010
本文编号：3541023
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3541023.html
