张峰
,
黄霞
,
丁军
材料导报
doi:10.11896/j.issn.1005-023X.2015.04.032
利用有限元分析软件中的UMAT子程序,开发了一种新的数值模拟方法来研究热障涂层的位移不稳定性.它可以模拟TGO的实际增长情况,并且可以开放给工程人员进行更多更好的后续分析.对于热障涂层位移不稳定性的研究先是通过实验观察得到TGO的应力以及位移情况.然后利用有限元仿真分析得到其数值模拟结果,所用到的有限元模型是针对较小的TGO厚度(小于1μm),并且将数值模拟结果与目前公认的Karlsson的结果以及实验观察结果作对比.结果表明,TGO的最终变形以及应力分布与Karlsson的分析结果具有相当不错的吻合程度,证明了该数值模拟方案的正确性和有效性,为后续的工作特别是热障涂层系统失效的分析提供了很好的工程参考价值.
关键词:
热障涂层
,
数值模拟
,
位移不稳定性
,
TGO
,
UMAT
张丽娟
,
林晓娉
,
刘春阳
,
王志平
,
丁坤英
,
贾鹏
材料热处理学报
研究了高速微粒轰击NiCoCrAlY粘结层后的热障涂层热生长氧化物(TGO)的生长过程.结果表明:等离子喷涂涂层1050℃×72h高温氧化后TGO出现明显分层现象,而经过高速微粒轰击涂层1050℃×96h高温氧化后TGO形貌更为平坦且无分层现象发生.此外,NiCoCrAlY粘结层经高速微粒轰击后产生大量的位错网;TGO进入稳态氧化阶段时间缩短,稳态氧化阶段时间延长.涂层抗高温氧化性能明显提高.
关键词:
高速微粒轰击
,
TGO
,
抗高温氧化性能
,
热障涂层
刘亚男
,
张立同
,
梅辉
,
成来飞
稀有金属材料与工程
采用等离子喷涂工艺制备ZrO2-8%Y2O3(质量分数,下同)陶瓷层,冷喷涂制备CoNiCrAlY粘结层,在高温燃气风洞条件下测试热障涂层的热震性能,并研究了高温氧化处理对试样热震性能的影响.结果表明,等离子喷涂热障涂层具有较好的抗热震性能,经过100次热震循环后,涂层与基体结合良好,涂层较为完整,未出现大面积的剥落;经过氧化处理后的试样抗热震性较差.
关键词:
热障涂层
,
热震
,
氧化
,
TGO
,
剥落
宋鹏
,
陆建生
,
黄太红
,
张德丰
,
吕建国
稀有金属材料与工程
研究NiPtAl和MCrAlY作为粘结层的EB-PVD热障涂层不同温度循环氧化寿命差异,从涂层高温氧化角度理解氧化铝的生长差异对上述涂层不同寿命的影响原因.发现2种Pt浓度的NiPtAl涂层具有相似的氧化行为和涂层寿命,同时NiPtAl比MCrAlY作为粘结层的热障涂层表现出明显较长的循环氧化寿命.NiPtAl比MCrAlY具有较低的氧化铝生长速率和较大的临界失效厚度.NiPtAl氧化铝呈明显的等轴和柱状晶粒分布,涂层中的Pt和氧化铝晶界中Hf偏析物是影响氧化铝生长速率的重要因素.进一步证明铂能够提高氧化铝的粘结性能和热障涂层寿命,从而抵消铂的高成本进而促进NiPtAl涂层在涡轮机中的进一步广泛应用.
关键词:
铂改性铝化物
,
热障涂层
,
氧化铝
,
生长
,
微观结构
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
张小锋
,
周克崧
,
张吉阜
,
张永
,
刘敏
,
邓春明
无机材料学报
doi:10.15541/jim20150199
采用低温超音速等离子喷涂(LT-HVOF)在镍基高温合金基体上制备了NiCoCrAlYTa粘结层,使用大气等离子喷涂(APS)在粘结层上制备了7wt％Y2O3-ZrO2 (7YSZ)陶瓷层.基于动态试验即热震实验研究了粘结层的扩散氧化机制,探讨了陶瓷层的烧结及相变过程并观察了涂层的结构演变.实验结果表明:动态热循环下随着热震次数的增加,粘结层组元扩散氧化形成热生长氧化物(TGO)且厚度逐渐增加.此外,粘结层组元在温度梯度下沿陶瓷层内部裂纹向高温区扩散,最终在陶瓷层表面裂纹区域出现大量的金属氧化物,同时粘结层组元的扩散有助于陶瓷层的烧结,导致其显微硬度逐渐增大,而粘结层由于Kirkendall效应,其内部出现大量的孔洞导致其显微硬度逐渐降低.另外,陶瓷层在相变及热循环应力的作用下表面出现了大尺度的宏观裂纹.
关键词:
热震
,
热生长氧化物
,
失效机理
,
结构演变
