大气等离子喷涂热障涂层界面、粘结层微观结构设计及失效机理研究

发布时间：2024-01-20 14:51

　　热障涂层是一种广泛应用于发动机燃烧室和涡轮叶片等热端部件表面的隔热性功能涂层,旨在提高发动机的工作效率和寿命。在无外界机械破坏的情况下,热障涂层通常在氧化层与陶瓷层界面处或界面附近产生裂纹。随着裂纹的进一步扩展和合并,最终形成大尺度裂纹,导致整个涂层发生脱落失效。氧化层的化学组成、生长速度和微观结构极大地影响界面裂纹的萌生与扩展,从而影响热障涂层的高温服役寿命,而氧化层的物理化学性质又决定于粘结层的微观结构、成分和界面结构。因此本论文研究的主要问题为:如何通过界面调控来阻挡界面裂纹的合并与扩展;如何调控粘结层的微观结构提高氧化层的抗氧化和抗剥落性能。全文的主要内容及结论如下:通过激光粉末沉积(Laser powder deposition,LPD)方法在大气等离子喷涂(Air plasma spray,APS)热障涂层体系界面制备三维网格结构,研究了界面网格结构对热障涂层高温稳定性的影响。热循环结果表明网格涂层的脱落率(5¹0%)明显低于传统无网格涂层的脱落率(大于40%)。网格结构能有效的阻碍界面裂纹的扩展和合并,从而提高热障涂层的高温稳定性。同时网格参数如高度...

【文章页数】：136 页

【学位级别】：博士

本文编号：3881042