谈军
,
周张健
,
朱小鹏
,
郭双全
,
屈丹丹
,
雷明凯
,
葛昌纯
中国有色金属学报
doi:10.1016/S1003-6326(11)61286-7
采用高能球磨和放电等离子体烧结技术制备纯钨、氧化物弥散强化钨和碳化物弥散强化钨.为了评价钨在瞬态热冲击下的性能,采用强流脉冲离子束,在热流密度高达160 MW/(m2·s-1/2)的条件下对4种不同晶粒尺寸的钨进行抗热冲击试验.与商品钨相比,弥散强化钨在瞬态高热流作用下显现出不同的行为.氧化物弥散强化钨显现出较差的抗热冲击性能,这主要是由于低熔点的第二相Ti和Y2O3的引入,从而使得钨的表面发生熔融、起泡和开裂.而碳化物弥散强化钨合金则显现出较好的抗热冲击性能.
关键词:
钨
,
钨合金
,
超细晶
,
表面作用
,
热冲击
,
瞬态高热流
郭双全
,
周张健
,
冯云彪
,
张小锋
,
葛昌纯
材料导报
在钢基体(EUROFER、F82H、CLAM、316L)上喷涂钨涂层已成为制备面向等离子体材料的一个重要方法.为了防止钨涂层与钢基体间由于材料热膨胀不匹配而开裂失效,采用热应力缓和型功能梯度涂层是一种行之有效的解决方案.利用有限元分析软件(ANSYS 10.0)分析了梯度涂层厚度对W/316L功能梯度涂层残余应力的影响.模拟结果表明,纯钨层厚度确定时,制备厚的梯度涂层可降低残余应力.当顶层厚度为1mm、梯度涂层厚度为100～200μm时,将产生较大的轴向应力,制备涂层时应当避免此厚度范围.此模拟结果可为该涂层设计和制备提供理论依据和指导.
关键词:
不锈钢
,
核聚变
,
功能梯度材料(FGM)
,
残余应力
,
数值模拟
朱玲旭
,
郭双全
,
张宇
,
葛昌纯
材料导报
纯钨应用于聚变堆中面向等离子体材料具有难加工、高的韧脆转变温度、低的再结晶温度等缺点,而钨基材料是一类具有广阔应用前景的面向等离子体材料,受到国内外的广泛研究.综述了采用氧化物颗粒弥散强化、碳化物颗粒弥散增强、合金化增强钨基材料和钨基复合材料等强化手段制备新型钨基面向等离子体材料的近年研究进展.采用相应的增强方法可使得钨基材料某些方面的性能得到提高,如显著提高抗弯强度、硬度和断裂韧性,具有较好的抗腐蚀性、延展性和抗冲击力等优点,但是在承受大的工作热负荷时,钨基材料仍会失效,尚需要继续进行相关材料的工艺、性能研究.
关键词:
钨复合材料面向等离子体材料强化
冯云彪
,
郭双全
,
葛昌纯
,
周张健
材料导报
应用有限元分析软件ANSYS研究了W/Cu功能梯度涂层的3D模型在不同热流密度的稳态冲击下的工作应力和分布以及在边缘局域模式下的瞬态热冲击的表面温度随热流持续时间的关系.结果表明,当钨涂层表面层厚度为2mm、梯度层为240μm时,最大等效应力得到有效缓解;W/Cu部件能承受高达500MW、持续时间为5ms的高热流冲击.
关键词:
W/Cu功能梯度涂层
,
面向等离子体材料
,
有限元分析
,
热应力
郭双全
,
冯云彪
,
何勇
,
付俊波
表面技术
概述了未来航空发动机热障涂层最有前景的新材料、结构和制备工艺.新材料主要有改进型氧化钇稳定的氧化锆、A2B2O7型材料;新结构主要有双陶瓷层;新工艺主要为制备含垂直裂纹的热障涂层的改进大气等离子体喷涂、等离子喷涂-物理气相沉积、悬浮液等离子喷涂、电子束直接气相沉积.这些相互结合,必将促进高性能热障涂层的快速发展和应用,使其在未来航空发动机中发挥重要作用.
关键词:
热障涂层
,
航空发动机
,
等离子体喷涂
,
电子束物理气相沉积
郭双全
,
葛昌纯
,
周张健
,
刘维良
材料导报
钨具有高的熔点、不与氚发生共沉积、与等离子体好的兼容性和低的腐蚀率等优点,是最有前景的一种面向等离子体材料.为了解决面向等离子体材料的制备及其与热沉材料连接问题,涂层技术在实验聚变堆装置中得到广泛应用.评述了目前实验聚变堆装置中面向等离子体材料钨涂层的研究进展.
关键词:
聚变堆
,
面向等离子体材料
,
钨
,
涂层
郭双全
,
冯云彪
,
付俊波
,
何勇
表面技术
采用HVOF技术喷涂金属粘结层NiCrAlY作为底层,采用APS技术喷涂纳米氧化锆陶瓷层作为面层,制备高性能热障涂层.设计正交试验优化HVOF和APS工艺,分析了优化工艺制得的热障涂层的微观形貌及性能.分析表明,NiCrAlY涂层孔隙率小于2％,纳米氧化锆涂层孔隙率为15％.通过胶膜法测得纳米氧化锆热障涂层喷涂态的结合强度为30.4 MPa,且涂层经1100℃水淬50次后表面无宏观裂纹,热生长氧化层为致密的Al2O3.
关键词:
热障涂层
,
氧化锆
,
航空发动机
,
等离子喷涂
,
超音速火焰喷涂
郭双全
,
葛昌纯
,
冯云彪
,
周张健
,
周海滨
,
王纯
稀有金属材料与工程
等离子体喷涂技术在面向等离子体材料钨涂层的制备中占据主导地位,本实验采用CuMo/MoW作为涂层的中间过渡层,分别以结晶钨粉和羰基钨粉为原料,用大气等离子体喷涂技术在CuCrZr合金基体(110 mm×130mm)上制备了3-4 mm厚的3种钨涂层.对钨涂层微观组织、力学性能和热学性能研究表明,羰基钨粉制备的钨涂层的综合性能优于结晶钨粉,且薄涂层的结合强度优于厚涂层.优化喷涂工艺后,金相法测得钨涂层孔隙率＜2％,涂层的结合强度最大值为10 MPa,EDS测得氧含量为6％左右,纯钨层热导率最大值为12.52 W/(m.K),涂层氧含量过高导致涂层热导率显著降低.研究表明采用大气等离子体喷涂技术在铜合金上制备3～4mm厚的钨涂层是可行的,该技术可为下一步低成本、高性能厚钨涂层的制备奠定基础.
关键词:
钨
,
涂层
,
等离子体喷涂
,
面向等离子体材料
,
核聚变
