白致铭
,
郭磊
,
梁天权
,
郭洪波
,
宫声凯
材料热处理学报
采用电子束物理气相沉积（EB-PVD）在镍基高温合金表面制备了YSZ/NiCoCrAlY双层结构热障涂层,研究了其在熔盐环境下的等温热腐蚀行为。结果表明,涂层在加热过程中发生相变引起体积收缩,导致涂层内部产生微裂纹。熔盐填充涂层内微裂纹和柱状晶间隙,降低了涂层的应变容限,引起涂层内应力升高。同时,熔盐促使热生长氧化层（TGO）碱性溶解,产生疏松多孔的氧化物层,导致TGO层加速增厚。在热应力作用下,疏松层氧化物破碎,最终导致涂层剥落。
关键词:
热障涂层
,
电子束物理气相沉积
,
熔盐
,
等温热腐蚀
,
热生长氧化层(TGO)
郭洪波
,
徐惠彬
,
宫声凯
,
刘福顺
稀有金属材料与工程
采用电子束物理气相沉积(EB-PVD)方法在DZ22合金基体上沉积制得了由NiCoCrAlY粘结层和YSZ(Yttria Stabilized Zirconia)陶瓷顶层组成的双层结构的热障涂层. 研究了NiCoCrAlY粘结层表面的喷丸强化处理对热障涂层的抗氧化性能的影响, 利用MTS测试了经等温氧化不同时间后的热障涂层内部的结合强度, 并采用SEM和XRD观察和分析了涂层的界面结合以及相组成. 结果表明, 等温氧化后热障涂层内部的结合强度急剧降低, 在拉伸和剪切应力作用下, 涂层沿着TGO(Thermally Grown Oxide)层内部断裂失效, 强度为0.3 MPa的表面喷丸处理能显著提高热障涂层的抗氧化性能和涂层内部TGO层的结合强度.
关键词:
电子束物理气相沉积
,
喷丸强化
,
抗氧化性能
,
结合强度
郭洪波
,
徐惠彬
,
宫声凯
,
刘福顺
金属学报
研究了一种新型梯度结构的EB-PVD(电子束物理气相沉积)热障涂层的热循环性能,并分析了涂层的失效机制.结果表明,由于NiCoCrAlY粘结层以及在粘结层上形成的Ni3Al薄层发生了选择性氧化,从而在粘结层和梯度过渡层之间形成了一层Al2O3层.随着热循环时间增长,Al2O3层不断增厚,而且在热循环应力作用下,涂层最终沿Al2O3层内部断裂失效.
关键词:
EB-PVD
,
null
,
null
,
null
郑蕾
,
郭洪波
,
郭磊
,
彭徽
,
宫声凯
,
徐惠彬
航空材料学报
doi:10.3969/j.issn.1005-5053.2012.6.002
介绍先进燃气涡轮发动机热障涂层的研究背景、意义和现状;综述近年来国内外在新一代超高温热障涂层方面的研究进展,包括新型超高温、高隔热陶瓷隔热层材料,1150℃以上抗高温氧化、与先进单晶高温合金化学匹配的新型金属黏结层材料,长寿命、高可靠性热障涂层结构设计以及先进热障涂层制备技术;分析发动机环境下CMAS沉积物对热障涂层的损伤机理以及相关的CMAS防护方法;最后展望新一代超高温热障涂层的发展动向及研究热点.
关键词:
发动机
,
热障涂层
,
陶瓷
,
金属
,
高温
,
单晶高温合金
毕晓昉
,
郭洪波
,
宫声凯
,
徐惠彬
中国腐蚀与防护学报
doi:10.3969/j.issn.1005-4537.2002.02.005
对采用电子束物理气相沉积方法制备的MCrAlY涂层、双层结构热障涂层以及新型梯度结构热障涂层的高温氧化性能以及热腐蚀性能进行了研究.3种涂层均具有良好的抗高温氧化性能,但在950℃等温热腐蚀环境下,涂层的氧化速率加快.梯度热障涂层的增重小于NiCoCrAlY涂层,表明YSZ陶瓷层有助于提高NiCoCrAlY涂层的抗热腐蚀性能,但热循环寿命降低.
关键词:
电子束物理气相沉积
,
热障涂层
,
高温氧化
,
热腐蚀
郭洪波
,
徐惠彬
,
宫声凯
,
刘福顺
金属学报
采用EB-PVD方法共蒸发Al-Al2O3-YSZ混合源,在高温合金基体上沉积了梯度热障涂层.研究表明,基板温度显著地影响着梯度热障涂层的微观结构和性能;在850℃时沉积得到的热障涂层实现了涂层的结构由金属粘结层向陶瓷顶层的梯度过渡,而且涂层在1050℃的热循环寿命达到了500 h(1000次循环)以上.由于“阴影”效应,在涂层中形成了梯度微孔结构,从而导致涂层的微观硬度朝着其表层逐渐增加;随着基板温度上升,涂层孔隙率增大,微观硬度减小.
关键词:
电子束物理气相沉积
,
null
郭洪波
,
宫声凯
金属学报
采用ＥＢ－ＰＶＤ的方法, 连续蒸发按一一分比混合的Ａｌ＋Ａ１２Ｏ３＋ＺｒＯ２混合源, 在Ｎｉ基高温合金基体上制备了一种新型结构的热障涂层, ＳＥＭ和ＥＤＳ的观察、分析表明, 这作层实现了由金属粘结层向陶资顶层的微观结构的梯度过渡和化学成分的连续变化. 涂层的基本结构为ＮｉＣｏＣｒＡ１Ｙ／Ｎｉ３Ａｌ＋Ａ１２Ｏ３／Ａ１２Ｏ３ＺｒＯ２／ＺｒＯ２.
关键词:
梯度热障涂层
,
null
张丹华
,
王璐
,
郭洪波
,
宫声凯
复合材料学报
稀土氧化物(RE)掺杂氧化钇稳定二氧化锆(YSZ)是提高传统YSZ热障涂层隔热性能和高温稳定性的有效途径之一.在1500℃高温同相反应烧结24 h制得Gd2O3和Yb2O3多元稀土氧化物掺杂的YSZ(含3.5%Y2O3(摩尔分数))(GY-YSZ)陶瓷材料.采用XRD研究了GY-YSZ陶瓷材料的晶体结构和物相组成;采用激光脉冲法研究了Gd2O.和Yb2O3掺杂对GY-YSZ陶瓷材料的热物理性能的影响规律.研究发现,掺杂2.0%～3.0%Gd2O3和Yb2O3(摩尔分数)后GY-YSZ的热导率为0.90～1.15 W·(m·K)-1,比YSZ降低30%以上,显示了良好的隔热性能.稀土氧化物掺杂对YSZ陶瓷材料热物理性能的影响机制为:掺杂GdzO3和Yb2O3导致YSZ中单斜相(M)、四方相(T)和立方相(C)含量发生变化,同时YSZ晶格发生畸变.
关键词:
热障涂层
,
稀土氧化物
,
掺杂
,
YSZ
,
热导率
