热障涂层损伤机理的热力化耦合理论与表征方法

热障涂层损伤机理的热力化耦合理论与表征方法

论文摘要

热障涂层(TBCs)是提高发动机服役温度最切实可行的办法,航空发动机推重比、可靠性、热效率的任何一点进步都将依赖于热障涂层技术的发展.剥落失效是制约国际热障涂层发展与应用的重要瓶颈,这一瓶颈在我国尤为突出,但目前人们对热障涂层剥落失效的热力化耦合本质机制理解还很不透彻,缺乏合适的理论模型与分析方法来分析和控制涂层的过早剥落.针对"剥落失效"制约TBCs发展与应用的瓶颈问题提炼出热障涂层损伤机理的热力化耦合理论与实验方法的关键科学问题.基于该科学问题进行了详细的评述,包括建立TBCs破坏机制分析的热力化耦合理论模型,发展考虑实际几何形状、真实微观结构、复杂服役环境与热力化耦合理论模型的有限元模拟方法,结合TBCs热力化耦合破坏实验的研究,分析TBCs高温氧化、CMAS腐蚀、冲蚀,以及三者共同作用的热力化耦合破坏机理,提炼出影响TBCs剥落失效的关键因素.在此基础上,发展TBCs关键性能的表征方法,并建立关键因素与TBCs材料、工艺之间的关联,指导TBCs的优化设计与安全应用.最后提出了未来的重点研究方向.

论文目录

  • 1 热力化耦合是造成热障涂层剥落失效的本质机制
  • 2 基于非线性连续介质力学和相场的热力化耦合理论
  • 3 基于热力化耦合理论的涡轮叶片场分析的有限元
  • 4 热力化耦合剥落失效的实验表征方法
  • 5 未来重点研究方向
  •   5.1 TBCs热力化本构关系的理论模型
  •   5.2 TBCs裂纹扩展的热力化耦合理论模型
  •   5.3 考虑真实微观结构的涡轮叶片TBCs热力化耦合场的有限元模拟方法
  •   5.4 TBCs热力化耦合破坏机制的实验表征
  • 6 总结
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 杨丽

    关键词: 热障涂层,热力化耦合,剥落失效,优化设计

    来源: 湘潭大学学报(自然科学版) 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

    专业: 航空航天科学与工程

    单位: 湘潭大学材料科学与工程学院

    基金: 国家自然科学基金重大项目(51590891,11890684),国家自然科学基金面上项目(51672233)

    分类号: V231

    DOI: 10.13715/j.cnki.nsjxu.2019.06.002

    页码: 17-26

    总页数: 10

    文件大小: 504K

    下载量: 165

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