本文關(guān)鍵詞：熱障涂層表層的力學(xué)性能、開(kāi)裂機(jī)理及失效檢測(cè)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《華東理工大學(xué)》 2014年

熱障涂層表層的力學(xué)性能、開(kāi)裂機(jī)理及失效檢測(cè)

韋靜靜  

【摘要】：在高溫合金上制備熱障涂層,可以降低高溫合金上的表面溫度,從而提高發(fā)動(dòng)機(jī)的推重比。但典型等離子噴涂熱障涂層在服役過(guò)程中,易于在熱障涂層的表層發(fā)生開(kāi)裂,從而降低涂層的服役壽命,影響應(yīng)用體系的安全運(yùn)行。因此,本文以熱障涂層的表層為對(duì)象,采用納米壓痕儀考察了不同氧化時(shí)間對(duì)熱障涂層表層基本力學(xué)性能參數(shù)的影響,同時(shí)分析同一氧化時(shí)間下的涂層的力學(xué)性能變化規(guī)律。在電鏡下一邊進(jìn)行單軸拉伸循環(huán)實(shí)驗(yàn),一邊觀察等離子噴涂熱障涂層體系的裂紋萌生、擴(kuò)展和斷裂行為,并采用數(shù)字散斑相關(guān)方法分析表層的變形分布情況,探討涂層孔隙的作用。在表層內(nèi)摻雜熒光元素,利用拉曼光譜法檢測(cè),探討涂層開(kāi)裂的自表征。 研究發(fā)現(xiàn),納米壓痕實(shí)驗(yàn)中當(dāng)外加載荷高于某一臨界載荷時(shí),陶瓷涂層的彈性模量和硬度值與外加載荷無(wú)關(guān)。對(duì)于同一個(gè)涂層,沿涂層厚度方向上,涂層的彈性模量和硬度值隨厚度的增加呈現(xiàn)先減小后增大的趨勢(shì)。不同氧化層厚度的情況下,隨著熱生長(zhǎng)氧化物TGO (Thermally Grown Oxide)厚度的增大,涂層的彈性模量和硬度均減小。 拉拉循環(huán)試驗(yàn)中,隨著循環(huán)次數(shù)的增加,熱障涂層的表層中裂紋緩慢擴(kuò)展,當(dāng)達(dá)到一定的循環(huán)周次時(shí),涂層瞬間斷裂,且不同試樣的斷裂周次呈現(xiàn)很大的分散性；應(yīng)變分布在垂直于陶瓷涂層的方向上,呈現(xiàn)隨機(jī)的條帶狀,說(shuō)明涂層內(nèi)沿垂直方向上有薄弱部位,而這說(shuō)明涂層工作過(guò)程中陶瓷涂層內(nèi)會(huì)有垂直裂紋的產(chǎn)生。 YSZ:(Tm, Dy)發(fā)光涂層在外加載荷的情況下,特征發(fā)光峰的強(qiáng)度比隨外加載荷的變化而變化：特征峰強(qiáng)度比在總體增加的趨勢(shì)下有多次降低,降低部位對(duì)應(yīng)陶瓷涂層中裂紋數(shù)量的增加或裂紋寬度的增大,而裂紋數(shù)量增加和寬度增加均對(duì)應(yīng)涂層的開(kāi)裂。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：華東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

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