高温-振动协同作用下热障涂层的失效机制研究

【作者】 严刚； 杨丽； 朱旺； 刘志远； 周益春；

【机构】 湘潭大学材料科学与工程学院； 西安电子科技大学先进材料与纳米科技学院；

【摘要】 涡轮叶片作为航空发动机和燃气轮机重要的热端防护部件,其工作环境是极其恶劣的,振动环境又是涡轮叶片服役过程不可避免的一个现状。热障涂层(Thermal Barrier Coatings)由于其卓越的隔热防护能力,当前被广泛应用于航空发动机高温部件,极大地提高了发动机的使用寿命,但热障涂层也由于高温下的振动疲劳会加速其剥落,严重制约着热障涂层的应用。基于此,本论文针对国内外能满足热障涂层环境的高温、高频和高激振力的模拟装置还很缺少的局限,自主搭建了涡轮叶片热障涂层高温-振动服役环境模拟平台,并采用等离子喷涂技术制备的热障涂层作为研究对象,结合声发射测试技术和SEM对涂层的高温振动失效过程进行分析,实现了对高温-振动协同作用下热障涂层的失效实验研究。结果表明相同高温氧化试验条件下,对比有无振动的微观形貌,发现振动会使涂层裂纹密度与宽度皆有所增加,为后续热障涂层高温振动失效机制研究提供重要参考。更多还原