李明飞
,
尹洪
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孙鹏
,
任静
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蒋洪德
工程热物理学报
煤基联合循环电站系统的燃气轮机透平将会工作在高温高湿的环境中.文中基于高温多组分气膜冷却试验台,分析在高温气膜冷却系统中导热/对流/辐射多场耦合作用机理.研究表明,高温环境下辐射作用不可忽略,不同的高温气体组分将对透平传热产生影响;随着主流高温燃气中水蒸气和二氧化碳体积分数之和每增加7％,平板上表面中心线总体冷却效率降低约0.02; TBCs在各组分工况下都有明显的温降效果,且燃气的水蒸气含量越高,温降效果越明显.由于辐射在高温高湿工况下的综合作用,在透平的设计中必须综合考虑不同燃气组分在导热/对流/辐射耦合作用下的气膜冷却传热机理.
关键词:
气体组分
,
TBCs
,
辐射
,
耦合换热
周轶群
,
佟文伟
,
刘芳
,
张开阔
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2014.01.004
研究了涂覆热障涂层的K417G合金800℃下由应变控制的高温低周疲劳行为,并对其循环应力-应变数据和应变-疲劳寿命数据进行了分析,给出了涂覆热障涂层K417G合金的高温应变疲劳参数.结果表明:K417G合金无涂层和涂覆热障涂层状态下的低周疲劳均属于应力疲劳,以弹性损伤为主;总应变幅较大时,涂覆热障涂层的K417G合金低周疲劳寿命稍优于无涂层的K417G合金.疲劳试样断口的微观分析表明:热障涂层对K417G合金低周疲劳裂纹萌生方式无明显影响;疲劳裂纹通常萌生于疲劳试样的表面或近表面,表现为穿晶扩展.
关键词:
热障涂层
,
K417G合金
,
弹性损伤
,
低周疲劳行为
,
过渡疲劳寿命
马志远
,
罗忠兵
,
林莉
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2014.05.015
依据由电子束物理气相沉积法(Electron Beam Physical Vapor Deposition,EB-PVD)制备的ZrO2-7％(质量分数)Y2O3 (Yttria Stabilization Zirconia,YSZ)涂层显微分析结果,采用统计学方法和随机介质理论建立了涂层的随机孔隙模型.针对孔隙率分别为0％,5％,10％且具有不同孔隙形貌的涂层模拟结果,采用数值计算方法得到不同孔隙率及孔隙形貌差异引起的纵波声速变化.结果表明:含孔隙涂层纵波声速明显减小,与致密涂层相比,孔隙率为5％和10％的YSZ涂层,纵波声速分别减小14.4％和23.9％.此外,孔隙率恒定时,孔隙形貌变化也会引起超声纵波速度波动,对于孔隙率5％和10％的涂层,声速波动分别为5.0％和6.8％,该模拟计算结果与对应孔隙率的实验测量结果5.9％和7.5％是相当的.
关键词:
热障涂层
,
孔隙率
,
孔隙形貌
,
纵波声速
,
随机孔隙模型
刘小菊
,
王腾
,
李偲偲
,
李强
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.11.015
目的 研究热障涂层( TBC)和纯粘结层( BC)在1100 ℃下的氧化动力学,探讨热障涂层中热生长氧化物( TGO)组织结构的演化规律. 方法 运用大气等离子喷涂技术( APS)制备涂层,对比分析热障涂层和纯粘结层涂层在1100 ℃下等温氧化2 ,5 ,10 ,20 ,50 ,100 ,200 ,350 h后TGO的厚度变化,并对粘结层表面和热障涂层截面分别进行XRD和SEM分析. 结果 热障涂层和纯粘结层在1100 ℃下的氧化动力学均遵循抛物线规律,其氧化速率常数分别为0. 344,0. 354 μm/h0. 5. 等温氧化5 h后,TGO的主要成分为α-Al2 O3;随氧化时间的增加,生成Cr2 O3、尖晶石、CoO和NiO的混合氧化物;等温氧化100 h后,CoO消失,NiO的含量减少,Cr2 O3 和尖晶石氧化物的含量增加;等温氧化350 h后,TGO中出现了裂纹,但涂层仍未剥落,TGO最终由顶层多孔的混合氧化物层和底层具有柱状晶结构的α-Al2 O3 层组成. 结论 顶层陶瓷层( TC)对热障涂层氧化速率常数的影响很小. TGO中α-Al2 O3 首先形成并以柱状结晶的方式生长,混合氧化物在α-Al2 O3 上形成,TGO生长速度逐渐变缓.
关键词:
APS
,
热障涂层
,
等温氧化
,
热生长氧化物
,
生长动力学
,
微观结构
苗文辉
,
王璐
,
郭洪波
,
彭徽
,
王凯
,
宫声凯
复合材料学报
航空发动机涡轮叶片工作时表面经常产生CaO-MgO-Al2O3-SiO2（简称CMAS）等沉积物。本文中研究了电子束物理气相沉积（EB-PVD）制备ZrO2热障涂层（TBCs）在CMAS环境下的热循环行为及失效机制。结果表明, 在1200℃热冲击条件下, 表面涂覆CMAS的热障涂层的热循环寿命低于100次, 而未涂覆CMAS的涂层寿命达到500次以上, CMAS 的存在加速了热障涂层的剥落失效。在1200℃经过210次循环后, ZrO2陶瓷层与CMAS之间形成了约8 μm厚的互反应区, 其形成主要与CMAS中Ca^2＋内扩散有关。CMAS环境下热障涂层陶瓷层产生大量横向裂纹, 涂层的失效主要以陶瓷层片状剥落为主。
关键词:
热障涂层
,
循环热冲击
,
CMAS
,
互反应区
,
失效
谢敏
,
宋希文
,
周芬
,
安胜利
稀土
doi:10.16533/J.CNKI.15-1099/TF.201604008
利用固相合成法得到Nd2-xErxZr2O7(0≤x≤1.0)陶瓷材料,分别利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光导热仪对材料的晶体结构、显微形貌及热扩散系数进行表征,并对其热导率进行分析.结果表明,Nd2-xErx Zr2 O7晶体表现为立方相,获得稳定烧绿石结构Nd2-xErxxZr2O7陶瓷材料的x值应控制在0.8以内;Er3+对A位较大的Nd3+进行取代并固溶到了晶格中,使晶格参数减小;陶瓷的晶粒尺寸减小至1μm～3μm,Er3+具有抑制烧结的作用;室温至1000℃范围内,Er3+对Nd3+的取代掺杂可以有效降低陶瓷材料的热导率,1000℃时Nd1.4Er0.6Zr2O7热导率为1.76W·m-1 ·K-1.
关键词:
稀土锆酸盐
,
热障涂层
,
烧绿石结构
,
热物理性能
