等离子喷涂热障涂层的服役性能

1 等离子喷涂热障涂层概述

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 1.1 热障涂层及其发展历程

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 1.2 热障涂层制备方法

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  1.2.1 等离子喷涂

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  1.2.2 电子束物理气相沉积

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  1.2.3 其他制备方法

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 1.3 冷喷涂技术

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  1.3.1 冷喷涂发展及原理

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  1.3.2 喷涂设备

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 1.4 等离子喷涂热障涂层结构

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  1.4.1 热障涂层典型结构

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  1.4.2 热障涂层结构设计

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 1.5 热障涂层材料及制备方法

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  1.5.1 涂层粉末

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  1.5.2 粉末的制备方法

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  1.5.3 高温合金

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 1.6 氧化锆基热障涂层

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  1.6.1 氧化锆的相及晶体结构

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  1.6.2 YSZ涂层相变性能

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2 等离子喷涂热障涂层服役时的温度场特征

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 2.1 有限元模型

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  2.1.1 分析流程

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  2.1.2 模型的建立

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 2.2 横向裂纹长度对热障涂层温度场的影响

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 2.3 横向裂纹扩展位置对热障涂层温度场的影响

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 2.4 横向裂纹形状对热障涂层温度场的影响

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3 等离子喷涂热障涂层横向裂纹扩展行为

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 3.1 涂层横向裂纹表征方法

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  3.1.1 断面表征方法

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  3.1.2 YSZ层表面亮斑表征方法

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 3.2 横向裂纹的扩展行为

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  3.2.1 横向裂纹的萌生

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  3.2.2 横向裂纹的扩展及合并行为

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 3.3 横向裂纹尺寸对热障涂层剩余寿命的作用

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  3.3.1 基于断面表征热障涂层剩余寿命与裂纹尺寸关系

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  3.3.2 基于亮斑尺寸表征涂层剩余寿命与裂纹尺寸关系

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 3.4 陶瓷层烧结行为对裂纹扩展的影响

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  3.4.1 高温服役时陶瓷层烧结行为

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  3.4.2 较高温度服役时陶瓷层烧结对横向裂纹扩展的作用

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4 等离子喷涂热障涂层服役寿命模型

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 4.1 热障涂层服役性能常用表征方法

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  4.1.1 等温热震试验方法

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  4.1.2 梯度热震试验方法

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 4.2 黏结层高温氧化行为

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  4.2.1 黏结层氩气氛中的氧化行为

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  4.2.2 高温度下黏结层在空气中的氧化行为

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 4.3 α-Al2O3基TGO厚度对热障涂层寿命的决定性作用

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 4.4 混合氧化物对热障涂层寿命的作用

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 4.5 温度梯度对等离子喷涂热障涂层寿命的影响

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 4.6 黏结层温度对等离子喷涂热障涂层寿命的影响

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 4.7 热膨胀不匹配对热障涂层寿命的影响

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 4.8 热障涂层服役寿命模型

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5 等离子喷涂热障涂层失效机理

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 5.1 热障涂层应力分析有限元模型简介

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 5.2 热障涂层开裂机制随α-Al2O3基TGO生长的演变

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  5.2.1 涂层开裂路径变化

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  5.2.2 TGO厚度不同时热障涂层失效模式及开裂机理

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 5.3 混合氧化物对热障涂层失效机理的控制作用

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 5.4 温度梯度对涂层开裂机制的影响

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  5.4.1 不同温度梯度下涂层的开裂位置

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  5.4.2 YSZ温度梯度对涂层应力分布的影响

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 5.5 黏结层/YSZ界面温度对热障涂层开裂机理的作用

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  5.5.1 热障涂层失效模式分析

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  5.5.2 黏结层/YSZ界面温度对热障涂层应力分布的影响

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 5.6 黏结层表面状态对涂层开裂机制的影响

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  5.6.1 界面粗糙度对涂层应力场的作用

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  5.6.2 黏结层表面平滑度对涂层应力场的作用

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6 等离子喷涂热障涂层的应用及发展方向

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 6.1 等离子喷涂热障涂层在燃气轮机中的应用

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  6.1.1 燃气轮机的发展历程及运行原理

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  6.1.2 燃气轮机的构造材料及热障涂层的应用

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 6.2 热障涂层其他应用

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  6.2.1 热障涂层在柴油机中的应用

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  6.2.2 热障涂层在高炉风口及渣口中的应用

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 6.3 热障涂层存在的问题及其未来研究方向

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附录 本书符号表

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参考文献

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