航空发动机中低温封严涂层形貌表征及可磨耗性分析
发布时间：2020-12-12 21:48
中低温封严涂层是广泛用于航空发动机压气机叶片与机匣间隙的一种保护性涂层,起到减小间隙,封严气路,增加推重比,提高燃油效率的作用。可磨耗封严涂层最重要的性能就是涂层的可磨耗性,涂层的力学性能尤其是硬度对涂层的可磨耗性有着非常重要的影响。由于涂层具有两种软硬不同的相,各相形貌、分布、颗粒尺寸比例都会对涂层的表面硬度产生重要影响,故而表面硬度的测量值跳度很大,难以准确测量。因此,为了探究涂层硬度对涂层可磨耗性的影响,引入工程硬度的概念来表征涂层摩擦磨损性能,工程硬度是涂层微观形貌和两相显微硬度的结合值。而对于封严涂层可磨耗性的评判,采用了高速刮磨实验来进行验证和评价。首先,本文通过对几种典型的封严涂层可磨耗性的评价方法和判据进行分析总结,然后与预实验结果进行对照,确定了本实验中封严涂层可磨耗性的评价方法和判据。其次,本文从表面微观形貌入手,引入分形方法来表征封严涂层可磨耗相的形状、分布以及大小颗粒数目比例,同时选用盒计数法来计算相关参数。简单分形维数能够很好的表征涂层可磨耗相轮廓的趋圆程度,而多重分形谱可以很好的表征可磨耗相的分布均匀程度,大小颗粒数目比例。测得涂层基体相和可磨耗相的显微硬度...
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Ni5Al粉末、不同聚苯酯质量占比的AlSi-PHB粉末及聚苯酯粉末
中国民航大学硕士学位论文7（e）聚苯酯质量比50%（f）聚苯酯粉末图2-1Ni5Al粉末、不同聚苯酯质量占比的AlSi-PHB粉末及聚苯酯粉末表2.1AlSi-PHB封严涂层喷涂参数类型电压/V电流/A送粉率/rpm聚苯酯含量40%国产粉末438301341790133765013聚苯酯含量40%进口粉末4383013聚苯酯含量20%、30%、50%国产粉末41790132.2实验设备2.2.1等离子喷涂系统本论文采用普莱克斯3710等离子喷涂系统制备涂层底层和面层。使用ABB公司生产的2400M型机械手进行流程化的喷涂操作。等离子喷涂设备及机械手如图2-2所示。图2-2等离子喷涂设备及机械手
中国民航大学硕士学位论文82.2.2喷砂设备及空气动力系统本论文采用吉川公司生产的JCK-1515FK型喷砂系统对基体表面进行粗化处理，如图2-3所示。基体粗化处理可提高涂层界面结合性能。图2-3喷砂系统在喷涂过程中，采用PRAXAIR冷水机对等离子设备进行冷却。英格索兰公司UP5-22-8形螺杆空压机提供压缩空气动力源，在整个喷涂过程中对空气进行干燥除尘、除油和干燥。然后对基体进行冷却，防止温度过高影响实验过程。空气动力系统如图2-4所示。图2-4空气动力系统2.2.3磨抛实验台及扫描电子显微镜为得到真实清晰的金相形貌，金相试样镶嵌成功后需要对其进行打磨和抛光处理。使用德国Bueher公司生产的全自动磨抛机进行处理，设备实物如图2-5所示。扫描电子显微镜（SEM）是利用二次电子成像原理对金相进行显微观察，由于聚苯酯相不导电，所以需要在金相试样表面进行喷金处理，以增加图像的成像质量。本课题
【参考文献】：
期刊论文
[1]表面微织构化石墨涂层对铝合金表面的协同减摩机理研究[J]. 刘思思,刘强,刘金刚,姜胜强,廖君慧,余锦,何建国. 表面技术. 2019(08)
[2]高温超高速试验系统及封严涂层评价体系的研究进展[J]. 孙建刚,马春春,王会. 热喷涂技术. 2019(02)
[3]等离子喷涂WC-Ni涂层的组织结构及力学性能[J]. 富伟,陈清宇,徐明晗,杜大明,邹岩龙,占宇航,郑彬. 金属热处理. 2019(04)
[4]润滑相尺寸对镍-石墨可磨耗封严涂层性能的影响[J]. 唐健江,于方丽,张海鸿,李天麒,白宇. 航空材料学报. 2019(02)
[5]可磨耗相尺寸对脆性断裂机制封严涂层可磨耗性的影响研究[J]. 刘建明,于月光,刘通,程旭莹,章德铭. 热喷涂技术. 2018(04)
[6]蒸汽轮机用NiCrFeAl/hBN可磨耗封严涂层可磨耗性研究[J]. 唐公民,郭洁,刘建明,高维瑾,张小伍,宫伟兴. 东方汽轮机. 2018(03)
[7]考虑封严涂层的航空发动机叶片碰摩过程[J]. 张俊红,王杰,鲁鑫,戴胡伟,马梁. 浙江大学学报(工学版). 2018(05)
[8]石墨相尺寸与分布对镍-石墨可磨耗封严涂层摩擦学性能影响[J]. 郭文勇,丁飞,唐健江,张佳雪,韩增福,刘明,白宇. 风机技术. 2018(02)
[9]分形维数的计算及改进[J]. 曹俊贤,宋春林. 信息技术与信息化. 2017(10)
[10]镍铬铁铝氮化硼可磨耗封严涂层与Ti2AlNb基材及叶片的匹配性研究[J]. 杨晓剑,程旭莹,刘通,刘建明,章德铭,沈婕. 热喷涂技术. 2017(03)
博士论文
[1]航空发动机新型可磨耗封严涂层耐热蚀性能研究[D]. 陈凌云.北京科技大学 2018
硕士论文
[1]高温高速可磨耗试验机测控系统及关键技术研究[D]. 管朝鹏.浙江大学 2016
[2]多孔型高温可磨耗封严涂层的制备及其性能研究[D]. 郭亚飞.中国民航大学 2016
[3]航空发动机用封严涂层可磨耗性评价[D]. 孙波.中国民航大学 2015
[4]多重分形原理及其若干应用[D]. 李彤.北京交通大学 2008
本文编号：2913329
【文章来源】：中国民航大学天津市
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
Ni5Al粉末、不同聚苯酯质量占比的AlSi-PHB粉末及聚苯酯粉末
中国民航大学硕士学位论文7（e）聚苯酯质量比50%（f）聚苯酯粉末图2-1Ni5Al粉末、不同聚苯酯质量占比的AlSi-PHB粉末及聚苯酯粉末表2.1AlSi-PHB封严涂层喷涂参数类型电压/V电流/A送粉率/rpm聚苯酯含量40%国产粉末438301341790133765013聚苯酯含量40%进口粉末4383013聚苯酯含量20%、30%、50%国产粉末41790132.2实验设备2.2.1等离子喷涂系统本论文采用普莱克斯3710等离子喷涂系统制备涂层底层和面层。使用ABB公司生产的2400M型机械手进行流程化的喷涂操作。等离子喷涂设备及机械手如图2-2所示。图2-2等离子喷涂设备及机械手
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【参考文献】：
期刊论文
[1]表面微织构化石墨涂层对铝合金表面的协同减摩机理研究[J]. 刘思思,刘强,刘金刚,姜胜强,廖君慧,余锦,何建国. 表面技术. 2019(08)
[2]高温超高速试验系统及封严涂层评价体系的研究进展[J]. 孙建刚,马春春,王会. 热喷涂技术. 2019(02)
[3]等离子喷涂WC-Ni涂层的组织结构及力学性能[J]. 富伟,陈清宇,徐明晗,杜大明,邹岩龙,占宇航,郑彬. 金属热处理. 2019(04)
[4]润滑相尺寸对镍-石墨可磨耗封严涂层性能的影响[J]. 唐健江,于方丽,张海鸿,李天麒,白宇. 航空材料学报. 2019(02)
[5]可磨耗相尺寸对脆性断裂机制封严涂层可磨耗性的影响研究[J]. 刘建明,于月光,刘通,程旭莹,章德铭. 热喷涂技术. 2018(04)
[6]蒸汽轮机用NiCrFeAl/hBN可磨耗封严涂层可磨耗性研究[J]. 唐公民,郭洁,刘建明,高维瑾,张小伍,宫伟兴. 东方汽轮机. 2018(03)
[7]考虑封严涂层的航空发动机叶片碰摩过程[J]. 张俊红,王杰,鲁鑫,戴胡伟,马梁. 浙江大学学报(工学版). 2018(05)
[8]石墨相尺寸与分布对镍-石墨可磨耗封严涂层摩擦学性能影响[J]. 郭文勇,丁飞,唐健江,张佳雪,韩增福,刘明,白宇. 风机技术. 2018(02)
[9]分形维数的计算及改进[J]. 曹俊贤,宋春林. 信息技术与信息化. 2017(10)
[10]镍铬铁铝氮化硼可磨耗封严涂层与Ti2AlNb基材及叶片的匹配性研究[J]. 杨晓剑,程旭莹,刘通,刘建明,章德铭,沈婕. 热喷涂技术. 2017(03)
博士论文
[1]航空发动机新型可磨耗封严涂层耐热蚀性能研究[D]. 陈凌云.北京科技大学 2018
硕士论文
[1]高温高速可磨耗试验机测控系统及关键技术研究[D]. 管朝鹏.浙江大学 2016
[2]多孔型高温可磨耗封严涂层的制备及其性能研究[D]. 郭亚飞.中国民航大学 2016
[3]航空发动机用封严涂层可磨耗性评价[D]. 孙波.中国民航大学 2015
[4]多重分形原理及其若干应用[D]. 李彤.北京交通大学 2008
本文编号：2913329
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