碳纤维复材-钢复合板材单向拉伸力学性能试验研究

为研究纤维增强材料-钢复合板材的单向拉伸力学性能,对19组共57个碳纤维复材(CFRP)-钢复合板材试件进行单向受拉试验。试验考虑了碳纤维布层数、钢板厚度、碳纤维布布置形式及碳纤维布铺设角度的不同设置。试验结果表明:当碳纤维布平行于受拉方向布置时,纤维布层数、纤维布布置形式及钢板厚度的变化均不会影响试件的破坏过程及最终破坏形态,表现为钢板受拉屈服后CFRP层的受拉断裂破坏。随着碳纤维布铺设角度的增大,CFRP层与钢板的协同变形效应减弱,最终破坏形态变为CFRP层-钢板界面剥离破坏。最后,基于复合法则给出了FRP/钢复合板材宏观应力-应变关系理论模型。     

热障涂层无损检测技术研究进展

为提高发动机的涡轮前温度和热端部件服役寿命,热障涂层（TBCs）被广泛应用于燃气涡轮发动机。热障涂层具有多相、多界面和非均质特性,且其服役工况恶劣复杂。寻找一种可以表征涂层显微组织、缺陷、热物性、应力等反映涂层质量和剩余寿命的无损检测方法,对发动机的热端部件安全性和可靠性至关重要。文中综述了超声检测技术（UT）、声发射技术（AE）、红外热成像技术（IRT）、阻抗谱技术（IS）和光激发荧光压电光谱技术（PLPS）的原理以及其在热障涂层无损检测中的研究应用,并详细介绍了太赫兹时域光谱（THz-TDS）技术及其在热障涂层中的应用。最后总结了上述无损检测方法的检测能力,并对热障涂层无损检测方法进行展望。     

等离子喷涂铈酸镧热障涂层性能研究

采用固相反应在1 400℃合成了具有萤石结构的铈酸镧(LCO)粉末。考虑到等离子喷涂过程中CeO2挥发高于La2O3,通过对合成粉末原始配比进行调整,制备出的等离子喷涂LCO涂层符合La2Ce2O7化学计量比。LCO涂层在1 400℃下,热处理110h后未发生分解现象。隔热性能测试结果表明,相同厚度的双层结构LCO/YSZ涂层,在1 250℃下隔热性能约为YSZ涂层的2倍。     

DZ40M合金表面纳米和垂直裂纹结构热障涂层的抗燃气热腐蚀性能

采用超音速火焰喷涂技术在定向凝固DZ40M钴基高温合金表面喷涂NiCrAlY金属粘接层,以纳米7YSZ团聚粉末为原料,分别利用大气等离子喷涂技术在粘接层表面制备了纳米结构和垂直裂纹结构7YSZ涂层,研究了高温合金基体和带涂层的基体在900℃下的燃气热腐蚀性能,分析了合金和涂层的燃气热腐蚀产物和过程。结果表明:两种结构热障涂层均大幅度提高了DZ40M合金的抗燃气热腐蚀性能,可避免基体在高温燃气热腐蚀中产生大量易剥离的腐蚀产物和氧化腐蚀孔洞;两种结构涂层在燃气热腐蚀后仍然保持完整并具有相近的燃气热腐蚀速率,垂直裂纹结构涂层中垂直于基体的贯穿裂纹在提高涂层应变容限的同时,并不会成为腐蚀介质快速渗入的通道。     

铂改性铝化物涂层的应用与发展

作为重要的高温防护涂层或热障涂层的粘结层, 扩散型铂改性铝化物涂层（ PtAl 涂层） 在国外已获得批量 化应用, 自 PtAl 涂层商业化应用至今约 50 年时间内, PtAl 涂层在制备工艺技术、 微观结构和成分控制等方面得 到了系统优化和发展, 已形成了系列化涂层。 在 PtAl 涂层技术方面, 国内与国外尚存较大的差距, 在单晶高温 合金发展和燃气涡轮发动机对高性能高温防护涂层需求的驱动下, 国内大力开展了 PtAl 及改性 PtAl 涂层的研制 工作。 在此背景下, 本文对 PtAl 涂层的发展、 应用、 性能特征、 Pt 的作用机理和最新研究进展进行了综述, 并系统介绍了 PtAl 涂层组织结构特征及其制备技术, 最后展望了国内在 PtAl 涂层发展方向。     

粘结层和陶瓷层厚度对纳米结构热障涂层性能的影响

采用超音速火焰喷涂+大气等离子喷涂工艺,在K403高温合金表面制备不同层厚比的NiCrA-lY/纳米7YSZ热障涂层,研究了涂层厚度变化对热障涂层表面粗糙度、结合强度、热震性能和热循环寿命的影响规律。结果表明:当粘结层厚度一定时,随着陶瓷层厚度的增加,其表面粗糙度增加,涂层结合强度下降;当粘结层厚度为50μm时,热障涂层的抗热震性能随陶瓷层厚度增加而降低,粘结层厚度提高至100μm时,热障涂层的抗热震性能随陶瓷层厚度增加先提高,后降低,热障涂层在1100℃的热循环寿命测试结果也基本对应这一规律;当粘结层厚50μm且陶瓷层/粘结层的层厚比在(1～2)∶1的范围内,或者粘结层厚100μm且陶瓷层/粘结层的层厚比在(2～2.5)∶1范围内时,热障涂层具有较优异的性能。     

溶液前驱体等离子喷涂热障涂层结构研究

以锆盐和钇盐水溶液为原料,采用常规等离子喷涂工艺和超音速等离子喷涂工艺制备出了均有垂直裂纹结构的SPPS热障涂层,利用扫描电镜(SEM)、显微硬度计和实验电阻炉,研究了SPPS涂层的微观结构、显微硬度及其高温热循环性能。结果表明:相比于常规等离子喷涂,超音速等离子喷涂工艺具有更高的能量和粒子飞行速度,在相同送料速率下,喷涂距离为50mm时SPPS涂层沉积速率为前者在喷涂距离为30mm时的2.3倍,SPPS涂层沉积致密度和显微硬度也高于前者,喷涂距离对SPPS涂层微观结构影响也相对较小,采用超声速等离子喷涂可在更大工艺范围内制备出性能较好的SPPS涂层。采用常规等离子喷涂工艺和超音速等离子喷涂工艺制备的SPPS涂层分别在1100℃下热循环1270h和970h后涂层完整。     

粉末合成工艺及特性对铈酸镧热障涂层性能影响

分别使用固相合成和化学合成工艺制备了铈酸镧(La2Ce2O7,LCO)材料,采用喷雾干燥造粒方法制备了喷涂粉末,采用等离子喷涂工艺制备了LCO/7YSZ双层结构热障涂层,系统对比研究了粉末材料及涂层的性能.分析发现,化学合成的超细LCO材料所形成的陶瓷涂层,可有效地减少涂层中横向微裂纹的生成,同时会明显提高热障涂层的弯折性能、结合强度和热震寿命.     

直流等离子喷枪的研究现状及发展趋势

直流等离子喷枪是等离子喷涂系统中最为核心的部件，决定了粒子的熔融软化沉积效果和涂层性能。总结 了阴极、阳极 ( 喷嘴 ) 和气体分配环等关键部件的结构特征对等离子射流的影响。进一步介绍了直流等离子喷枪 的结构优化发展，重点从等离子体射流稳定性和涂层沉积效率提升等角度进行阐述，介绍了级联等离子喷枪对射 流稳定性的优化，以及送粉方式对涂层沉积效率的提升，并展望了未来的发展趋势。     

悬浮液等离子喷涂热障涂层研究进展

悬浮液等离子喷涂(SPS)解决了纳米尺度粉末输送困难的问题,在热喷涂领域得到了快速发展。介绍了悬浮液等离子喷涂的原理和特点,综述了不同工艺条件对热障涂层结构的影响:降低弧电压的波动可以提高SPS工艺的可控性;降低喷枪功率、降低悬浮液浓度、增大喷涂距离,可实现涂层由垂直裂纹结构向柱状晶结构的演变;降低表面粗糙度可提高柱状晶的均匀性;溶剂为乙醇、溶质粒度分布合理的悬浮液更容易获得柱状晶结构。总结了SPS制备热障涂层产生垂直裂纹结构和类柱状晶结构的机理,认为在相同表面粗糙度下,熔滴尺寸和切向速度是影响涂层结构的关键。SPS-8YSZ涂层的隔热性能和热循环性能较好,具有良好的应用前景。