【摘 要】
：
热障涂层技术是先进燃气涡轮发动机热端部件的三大核心关键技术之一。随着发动机涡轮前进口温度的不断提高,传统的8YSZ在长期高于1200℃环境下发生相变和烧结而导致过早失效,迫切需要研制低热导、良好高温相稳定性和抗烧结的新型热障涂层。Sm2Zr2O7具有高熔点、低热导率和良好的高温相稳定性,是较为理想的热障涂层候选材料之一。但是,Sm2Zr2O7材料的断裂韧性低限制了进一步应用。本文以Sm2Zr2O7
论文部分内容阅读
热障涂层技术是先进燃气涡轮发动机热端部件的三大核心关键技术之一。随着发动机涡轮前进口温度的不断提高,传统的8YSZ在长期高于1200℃环境下发生相变和烧结而导致过早失效,迫切需要研制低热导、良好高温相稳定性和抗烧结的新型热障涂层。Sm2Zr2O7具有高熔点、低热导率和良好的高温相稳定性,是较为理想的热障涂层候选材料之一。但是,Sm2Zr2O7材料的断裂韧性低限制了进一步应用。本文以Sm2Zr2O7为研究对象,研究了Y3Al5O12掺杂对Sm2Zr2O7陶瓷材料微观组织结构、力学性能、热物理性能和高温相稳定性的影响,采用等离子喷涂技术制备了改性Sm2Zr2O7热障涂层,研究了涂层的制备工艺、热循环性以及抗高温烧结及CMAS腐蚀行为,为研制新型低热导、抗烧结、长寿命热障涂层提供了理论依据。本文主要得到如下结论:研究并揭示了Y3Al5O12掺杂对Sm2Zr2O7组织结构、力学性能、热导率和高温相稳定性的影响规律。发现（1-x）Sm2Zr2O7-x Y3Al5O12材料主要以Sm2Zr2O7、Y3Al5O12、Sm Al O3物相构成,随着Y3Al5O12掺杂浓度的增加,Sm2Zr2O7晶粒尺寸明显降低。Y3Al5O12掺杂浓度为x=0.2时,复合材料的断裂韧性最大为2.5MPa·m1/2,比Sm2Zr2O7的提高约90%;在高于600℃下,复合陶瓷的热导率随着Y3Al5O12掺杂浓度的增加而增加。0.8Sm2Zr2O7-0.2Y3Al5O12材料经过1400℃烧结100 h后仍以Sm2Zr2O7和Y3Al5O12晶相为主且晶粒无明显长大。研究了等离子喷涂0.8Sm2Zr2O7-0.2Y3Al5O12/YSZ热障涂层的制备工艺和热循环性能。0.8Sm2Zr2O7-0.2Y3Al5O12涂层是由Sm2Zr2O7和少量非晶相构成,1200℃热处理5 h后有Sm Al O3新相析出。制备态涂层在25-800℃之间的热导率几乎不随温度的变化而变化,约为1.5 W·m-1·K-1,改性Sm2Zr2O7/YSZ热障涂层在1150℃下经90次水淬-热震循环后失效。研究了Sm2Zr2O7-Y3Al5O12涂层在高温下抗烧结性能和抗CMAS腐蚀行为。涂层在1400℃热处理后仍以烧绿石相的（Sm,Y）2Zr2O7和Sm Al O3为主晶相,晶粒没有明显长大,随着热处理时间进一步增加,大裂纹逐渐愈合且有细小的裂纹产生,而力学性能基本不变。在1250℃下随着CMAS腐蚀时间的增加在涂层与CMAS之间的界面生成了高熔点的Ca Al2Si2O8和Ca2Sm8（Si O4）6O2晶粒,进一步阻止了熔融CMAS的渗透侵蚀。
其他文献
滚动轴承作为旋转机械设备的重要部件之一,其健康状态的优劣程度严重影响到机械设备的安全平稳运行。同时,大多机械设备在运行过程中无法进行频繁停机及拆机检修,因此轴承的损伤程度不能被维修人员及时发觉。在实际运行过程中,机械系统由于内部轴承早期故障而引起的轻微变化往往会被忽略,从而导致轴承健康状况不断退化。一旦滚动轴承发生出现损伤,会加速其他相邻部件和机器的过早报废,甚至会导致安全事故的发生。因此,实时准
轧机振动不仅会影响板材质量,甚至会对设备造成严重损坏,对此国内外学者已做了大量工作。工作辊轴承座与机架间间隙是引起轧机水平振动的主要原因之一,该间隙不仅会加剧工作辊水平振动,同时也会引发轧机垂直振动,因此建立垂直-水平振耦合动模型,研究间隙对轧机振动的影响规律十分必要。本文以某厂1580热连轧为研究对象,考虑工作辊轴承座与机架间间隙,借助有限元软件建立热轧机质量-弹簧简化模型,通过动力学分析,探索
叉车作为重要的工程车辆,近几十年保有量都在大幅增涨,应用场景非常广泛,保护驾驶员的人身安全及其结构轻量化研究成为关注的热点。本文结合叉车的实际工况,基于电测法对叉车关键部件进行工程实测。通过Solid Works对叉车关键部件:门架,车架,护顶架进行建模及尺寸参数化,利用Ansys Workbench对叉车关键部件进行数值仿真及优化,主要的研究内容包括:（1）几何建模:对叉车的关键部件:门架、车架
汽车的轻量化和冲撞安全性需求日益增加,使得性能优良的高强钢逐渐成为汽车车身用钢的主流,但也给冷冲压模具带来新的挑战。由于先进高强钢材料具有很高的强度质量比和优于常规钢的力学性能（强度和延伸率）,在冲压成型过程中模具表面经受极大的接触压力,加剧模具磨损,严重影响了模具使用寿命和工件表面质量,从而增加了汽车的制造成本。以过渡族金属氮化物为主流的物理气相沉积（PVD）硬质涂层是提高精密冲压模具服役性能的
我国是煤炭的生产大国,也是煤炭高消耗国家,对煤炭运输过程进行研究具有重要意义。目前煤在工业生产中主要通过皮带机运输,掺杂在煤中的异物不仅会降低煤的质量,还有可能损坏皮带机,因此在异物进入皮带机的初期对其进行精准识别尤为重要。由于皮带机的持续运动,目前对于皮带机上的异物识别方法难以满足实时性要求,针对以上问题,本文对YOLOv3模型进行改进,并将其应用于皮带机上的非煤异物检测。本文在实际生产环境中采
多孔莫来石轻质材料因其具有优异的性能,被广泛地用于隔热保温材料、催化剂载体、气液过滤与分离材料等。然而,传统方法所制备的多孔莫来石轻质材料存在着气孔率低、气孔大、收缩率大等缺点,致使多孔莫来石轻质材料的力学性能差,制约了其应用领域。针对上述问题,本论文以粉煤灰和铝矾土为原料,Al F3·3H2O为添加剂,分别采用微乳液模板法和颗粒稳定法结合反应烧结制备了多孔莫来石轻质材料。研究了表面活性剂、油相和
滚动轴承作为一种关键传动部件,其在旋转机械中的应用非常广泛。但在现场生产环境中,由于旋转机械的工作强度大、运行条件恶劣,滚动轴承非常容易出现故障。因此,对滚动轴承进行实时监测和有效诊断显得极其重要。滚动轴承故障诊断的核心在于从振动信号中提取与故障特征有关的信息并进行识别。机械故障诊断领域中常用的信号分解方法,如经验模态分解（EMD）、经验小波变换（EWT）和变分模态分解（VMD）受到众多学者的广泛
近年来,随着高炉的大型化和炼铁技术的发展,钢铁企业对焦炭的质量有了更高的要求。为了应对这一要求,各焦化企业纷纷建立适合自身生产需求的焦炭质量预测模型,能根据煤质指标在短期内对焦炭质量指标进行预测。但是,随着时间的推移,特别是在煤质指标变动的情况下,模型的预测往往不准,需要调整。因此,结合煤焦质量数据,建立动态自适应的智能模型,对于焦炭质量的预测具有重要意义。为此,本文提出焦炭质量预测的智能模型。在