毛卫国
,
陈强
,
张斌
,
万杰
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2011.10.015
采用纳米压痕法,研究了经高温热循环处理后的等离子喷涂热障涂层材料弹性模量和硬度的抛物线式演变规律,并采用 Weibull统计分析方法对纳米压痕测试数据进行了处理和分析,提高了实验数据的可靠性.结果表明,经过高温热循环处理之后,不同位置处的热障涂层弹性模量和硬度都呈现出明显的各向异性分布.随着热循环次数的增加,涂层表面和截面上的弹性模量和疆度都随之增大,当达到一定次数之后,两者的数值变化趋于平缓.涂层截面处的弹性模量和硬度都大于涂层表面处的数值.最后结合热循环处理前后热障涂层材料微观结构的变化观察,简单讨论了其弹性模量和硬度演变的原因.
关键词:
热障涂层
,
纳米压痕
,
弹性模量
,
硬度
,
Weibull分析
王千文
,
蒋俊平
,
毛卫国
材料导报
采用有限元模拟方法,在热循环务件下模拟计算了圆柱结构热障涂层系统应力场的演变情况,分析和讨论了热循环工作温度、陶瓷层厚度对应力场分布的影响.研究发现,在仅考虑热弹性变形的条件下,热循环工作温度和陶瓷层厚度主要影响涂层系统在保温阶段的应力场大小;在每次热循环冷却之后,系统中同一位置的残余应力值相等.对于圆柱体结构的热障涂层系统,由于材料参数不匹配而导致材料的环向应力远大于径向应力数值,因此在后续分析测试中建议重点关注其环向应力的演变.
关键词:
热障涂层
,
有限元
,
热循环
,
应力场
王千文
,
毛卫国
,
喻明
材料导报
热障涂层材料已成为现代高性能航空发动机的关键材料,而隔热性能一直是评价热障涂层性能的一个重要指标.首先基于傅里叶导热定律,推导出一维稳态温度场的解析表达式,并讨论了陶瓷层厚度、陶瓷层上表面工作温度和金属基底下表面工作温度对热障涂层系统隔热性能的影响.设计了一种比较新颖的实验测试方法,成功实现了对热障涂层系统内部不同位置的温度进行实时测试和保存实验数据.结果表明,各个温度采集点的实验测试结果与理论预测结果吻合很好,说明提出的实验测试方法可以有效评估不同类型的热障涂层材料体系的隔热性能.
关键词:
热障涂层
,
隔热性能
,
实验测试
