TiAl合金表面TiAlCrY/YSZ涂层高温长时间服役性能 被引量：1

1

作者 潘洋洋 梁波 +3 位作者 洪督 祁志祥 牛亚然 郑学斌 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期105-112,共8页

TiAl合金具有低密度、高比强度的优异性能,是一种潜在的航空发动机用结构材料。TiAl合金的服役温度范围为700~900℃,在其表面制备高温热防护涂层可以进一步提高服役温度。本研究采用等离子喷涂技术在TiAl合金表面制备了新型TiAlCrY/YSZ... TiAl合金具有低密度、高比强度的优异性能,是一种潜在的航空发动机用结构材料。TiAl合金的服役温度范围为700~900℃,在其表面制备高温热防护涂层可以进一步提高服役温度。本研究采用等离子喷涂技术在TiAl合金表面制备了新型TiAlCrY/YSZ涂层,并与传统的NiCrAlY/YSZ热障涂层进行高温长时间服役性能对比研究。结果发现,TiAlCrY/YSZ涂层在1100℃空气环境中服役300 h保持完好,表现出良好的高温性能,而NiCrAlY/YSZ涂层在1100℃的服役寿命不足100 h。显微分析结果表明,TiAlCrY黏结层表面会形成一层连续且致密的TGO,其主要成分为Al2O3,与YSZ涂层的界面兼容性良好。并且TGO在1100℃空气环境中服役300 h后,厚度仍<8μm。以上研究表明,与传统NiCrAlY/YSZ热障涂层相比,TiAlCrY/YSZ更适合作为TiAl合金表面的高温热防护涂层。 展开更多

关键词 TIAL合金 TiAlCrY/YSZ涂层 等离子喷涂 高温长时间服役性能

下载PDF 职称材料

聚碳硅烷基复合涂层PCS裂解行为及其抗激光烧蚀性能

2

作者 蔡佳 赵芳霞 +4 位作者 范栋 黄利平 牛亚然 郑学斌 张振忠 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1271-1280,共10页

针对高性能激光防护涂层的开发问题,根据聚碳硅烷(PCS)裂解时会消耗大量激光能量,并产生高温陶瓷保护相的特点,本研究创新性地提出在传统氧化钇稳定氧化锆(YSZ)隔热涂层表面再复合PCS烧蚀型涂层的防护思路,采用料浆法结合大气等离子喷... 针对高性能激光防护涂层的开发问题,根据聚碳硅烷(PCS)裂解时会消耗大量激光能量,并产生高温陶瓷保护相的特点,本研究创新性地提出在传统氧化钇稳定氧化锆(YSZ)隔热涂层表面再复合PCS烧蚀型涂层的防护思路,采用料浆法结合大气等离子喷涂技术(APS)在Ni基合金表面分别制备了NiCrAlY/YSZ/PCS-TiO_(2)(YPT)和NiCrAlY/YSZ/PCS-Y_(2)O_(3)(YPY)涂层。在研究TiO_(2)和Y2O3添加相对PCS裂解行为影响的基础上,系统研究了YPT和YPY复合涂层对10.6μm CO_(2)激光器的抗激光烧蚀性能,并与单层YSZ涂层进行比较。结果表明,YPY和YPT复合涂层比传统YSZ涂层的激光防护效果更好,这是因为在激光烧蚀初期,涂层表面的PCS裂解会消耗激光能量,且烧蚀后残余的Y_(2)SiO_(5)、SiC和SiO_(2)相会沉积在YSZ涂层上,形成致密的保护层,继续对YSZ涂层进行激光防护。YPY比YPT涂层激光防护性能更好,这是因为Y_(2)O_(3)具有高热导率和低热膨胀系数,YPY涂层产生的温度梯度更小,从而缓解热应力,且Y_(2)O_(3)参与PCS的裂解生成了Y_(2)SiO_(5)相,比TiO_(2)更能抑制PCS裂解引起的体积膨胀。此外YPY涂层中心烧蚀温度更高,生成PCS裂解产物SiC和SiO_(2)相的速度更快,能及时保护下方涂层,表现出更好的抗激光烧蚀性能。该研究有望为新型抗激光复合涂层的设计提供研究思路。 展开更多

关键词 聚碳硅烷 添加相 复合涂层 裂解 抗激光烧蚀性能

下载PDF 职称材料

二硅化钼改性硅酸镱环境障涂层体系抗热震行为及机理

3

作者 梁锐辉 钟鑫 +6 位作者 洪督 黄利平 吴一鸣 赵芳霞 牛亚然 张振忠 郑学斌 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第4期37-44,共8页

稀土硅酸盐环境障涂层(EBCs)是应用于新一代高推重比航空发动机热端部件的重要材料,但在服役过程中,稀土硅酸盐面层易产生纵向裂纹,为腐蚀性介质进入EBCs体系内部提供通道,使硅黏结层发生氧化并产生裂纹,最终导致EBCs失效。二硅化钼(MoS... 稀土硅酸盐环境障涂层(EBCs)是应用于新一代高推重比航空发动机热端部件的重要材料,但在服役过程中,稀土硅酸盐面层易产生纵向裂纹,为腐蚀性介质进入EBCs体系内部提供通道,使硅黏结层发生氧化并产生裂纹,最终导致EBCs失效。二硅化钼(MoSi_(2))具有优异的高温性能,有望改善稀土硅酸盐EBCs体系的高温稳定性。本工作采用MoSi_(2)改性Yb_(2)SiO_(5)面层,通过真空等离子喷涂技术(VPS)分别制备了以Yb2SiO5、Yb_(2)SiO_(5)-5%MoSi_(2)(体积分数,下同)和Yb_(2)SiO_(5)-10%MoSi_(2)作为面层,以Yb_(2)Si_(2)O_(7)作为中间层,以Si作为黏结层的三种环境障涂层体系,利用场发射扫描电子显微镜表征了涂层在1350℃热震前后的形貌变化。结果表明:掺杂MoSi_(2)不仅能改善涂层的损伤容限,还可消耗氧化性介质,减少其向涂层体系内部的扩散,使黏结层上TGO层厚度分别降低83%和88%,从而有效改善涂层体系的高温稳定性。 展开更多

关键词 环境障碍涂层 硅酸镱 MoSi_(2) 热震 真空等离子喷涂

下载PDF 职称材料

富铝CMAS对稀土硅酸盐环境障涂层的腐蚀行为与机制研究

4

作者 范栋 钟鑫 +5 位作者 王亚文 张振忠 牛亚然 李其连 张乐 郑学斌 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期544-552,I0013,共10页

稀土硅酸盐环境障涂层(EBCs)有望应用于新一代高推重比航空发动机热端部件,但是服役条件下的熔盐腐蚀成为限制其应用的瓶颈。CMAS组分和稀土硅酸盐的晶体结构等因素对其腐蚀行为产生显著影响。本工作以不同晶型的稀土硅酸盐涂层材料为... 稀土硅酸盐环境障涂层(EBCs)有望应用于新一代高推重比航空发动机热端部件,但是服役条件下的熔盐腐蚀成为限制其应用的瓶颈。CMAS组分和稀土硅酸盐的晶体结构等因素对其腐蚀行为产生显著影响。本工作以不同晶型的稀土硅酸盐涂层材料为研究对象,采用大气等离子喷涂技术制备X1-Gd_(2)SiO_(5)、X^(2)-RE_(2)SiO_(5)(RE=Y,Er)涂层,并研究其在富Al_(2)O_(3)的CMAS熔盐环境(1400℃)的腐蚀行为与机制。结果表明,X^(2)-RE_(2)SiO_(5)(RE=Y,Er)涂层耐蚀性能优于X1-Gd_(2)SiO_(5)涂层,这与涂层材料的物相组成和晶体结构的稳定性等因素有关。经CMAS腐蚀25 h后,X1-Gd_(2)SiO_(5)涂层表面仅生成磷灰石相;X^(2)-RE_(2)SiO_(5)涂层不仅生成磷灰石相,涂层中的RE_(2)O_(3)还与CMAS中的Al_(2)O_(3)反应生成石榴石相。生成石榴石相可提高涂层表面CMAS中CaO、SiO_(2)的相对含量,促进磷灰石致密层的生成,从而改善其耐蚀性能。 展开更多

关键词 环境障涂层 稀土硅酸盐 CMAS腐蚀 腐蚀机理

下载PDF 职称材料

渗碳处理对等离子喷涂TaC涂层结构和物相组成的影响

5

作者 洪督 黄利平 +5 位作者 黄山松 钟鑫 石旻昊 丁毅 牛亚然 郑学斌 《热喷涂技术》 2023年第2期13-18,共6页

TaC涂层在还原气氛下能耐酸、碱、盐等物质的腐蚀,是优异的表面防护涂层材料。本文结合喷雾干燥与等离子球化技术制备TaC粉体,并采用真空等离子喷涂技术制备TaC涂层。采用真空碳管炉对涂层进行渗碳处理,比较研究不同渗碳温度对涂层结构... TaC涂层在还原气氛下能耐酸、碱、盐等物质的腐蚀,是优异的表面防护涂层材料。本文结合喷雾干燥与等离子球化技术制备TaC粉体,并采用真空等离子喷涂技术制备TaC涂层。采用真空碳管炉对涂层进行渗碳处理,比较研究不同渗碳温度对涂层结构和物相组成的影响。结果发现,相较于喷雾造粒,等离子球化处理的TaC粉体呈致密球形,该粉体制备的涂层较为致密,孔隙率较低。此外,喷涂过程中TaC发生脱碳产生Ta_(2)C相,而渗碳反应可以将喷涂过程中产生的Ta_(2)C相转化成TaC相。Ta_(2)C与C反应生成TaC的过程受动力学控制,当渗碳温度超过900℃时,几乎完全转化为TaC相。 展开更多

关键词 TAC Ta_(2)C 等离子喷涂 渗碳

下载PDF 职称材料

72A硬线钢丝拉拔裂纹的形成与扩展机制 被引量：6

6

作者 牛亚然 陈光 +3 位作者 赵金伟 贾宁辰 刘世仁 黄一新 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2004年第8期49-51,共3页

通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察,分析了72A硬线钢丝拉拔裂纹形成与扩展机制。结果表明:钢丝在拉拔过程中于表面层状非索氏体和大尺寸非金属夹杂物处形成横向裂纹源,钢丝内部游离态铁素体和夹杂物的交互作用形成裂纹扩展通道。... 通过光学显微镜、扫描电镜和透射电镜观察,分析了72A硬线钢丝拉拔裂纹形成与扩展机制。结果表明:钢丝在拉拔过程中于表面层状非索氏体和大尺寸非金属夹杂物处形成横向裂纹源,钢丝内部游离态铁素体和夹杂物的交互作用形成裂纹扩展通道。净化钢液,消除大尺寸非金属夹杂物;优化热轧工艺,消除游离态铁素体可避免拉拔断裂。 展开更多

关键词 硬线钢丝 横向裂纹 拉拔

下载PDF 职称材料

等离子体喷涂高温抗氧化涂层制备与表征 被引量：10

7

作者 牛亚然 郑学斌 丁传贤 《热喷涂技术》 2011年第3期1-9,37,共10页

高温抗氧化涂层是高温结构材料的重要研究内容之一。为了提高抗氧化涂层的性能,人们致力于新的涂层制备工艺和涂层材料开发。近年来,中国科学院上海硅酸盐研究所采用等离子体喷涂技术制备了非氧化物高温抗氧化涂层,并取得了初期结果。... 高温抗氧化涂层是高温结构材料的重要研究内容之一。为了提高抗氧化涂层的性能,人们致力于新的涂层制备工艺和涂层材料开发。近年来,中国科学院上海硅酸盐研究所采用等离子体喷涂技术制备了非氧化物高温抗氧化涂层,并取得了初期结果。本文简要介绍采用大气和真空等离子体喷涂技术制备的MoSi2涂层具有良好的高温抗氧化性能;等离子体喷涂硅涂层和热处理相结合方法在C/C复合材料表面形成梯度SiC涂层;低压惰性气氛环境下沉积超高温ZrB2及其复合涂层,-SiC复合涂层呈现较好的高温抗氧化性能。此外,本文还对这些涂层的抗氧化ZrB2过程做了简要描述。 展开更多

关键词 等离子体喷涂 高温抗氧化 涂层

下载PDF 职称材料

77MnA盘条断裂原因分析 被引量：3

8

作者 牛亚然 陈光 黄一新 《金属成形工艺》 2004年第1期14-16,共3页

　通过宏观观察,夹杂物评级和显微组织观察,分析了77MnA盘条拉拔过程中断裂的原因。实验结果表明:马氏体的出现和基体为索氏体、屈氏体和少量的贝氏体的混合组织是断裂的主要原因;基体组织为混合组织和马氏体的出现是由于轧件出精轧机... 　通过宏观观察,夹杂物评级和显微组织观察,分析了77MnA盘条拉拔过程中断裂的原因。实验结果表明:马氏体的出现和基体为索氏体、屈氏体和少量的贝氏体的混合组织是断裂的主要原因;基体组织为混合组织和马氏体的出现是由于轧件出精轧机组进斯太尔摩控制冷却线时冷却温度过低造成的;同一直径钢丝心部的马氏体含量相对边部的马氏体含量多表明存在C、Mn、Cr元素的偏析,并提出改进措施。 展开更多

关键词 77MnA盘条 拉拔 断裂 预应力 控制冷却 偏析

下载PDF 职称材料

等离子体喷涂ZrB_2基复合涂层结构与性能 被引量：1

9

作者 牛亚然 郑学斌 丁传贤 《应用技术学报》 2017年第1期1-5,共5页

超高温陶瓷因其熔点高、热导率高和化学稳定性良好等特点而备受关注.ZrB_2是超高温陶瓷的典型代表.等离子体喷涂技术是制备超高温陶瓷涂层的有效方法.叙述了等离子体喷涂技术制备的ZrB_2基超高温复合涂层的近期研究成果,并简要展望了进... 超高温陶瓷因其熔点高、热导率高和化学稳定性良好等特点而备受关注.ZrB_2是超高温陶瓷的典型代表.等离子体喷涂技术是制备超高温陶瓷涂层的有效方法.叙述了等离子体喷涂技术制备的ZrB_2基超高温复合涂层的近期研究成果,并简要展望了进一步改性该种涂层的方法. 展开更多

关键词 硼化锆(ZrB2) 超高温陶瓷 涂层 等离子体喷涂

下载PDF 职称材料

连铸坯凝固偏析和高强热轧盘条的组织遗传性 被引量：25

10

作者 黄贞益 陈光 +3 位作者 牛亚然 王光朋 黄一新 刘文学 《钢铁研究学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第1期44-47,共4页

通过对热轧盘条和连铸坯光学显微镜、扫描电镜观察和能谱分析以及化学成分检验,研究了高碳热轧盘条组织与连铸坯凝固偏析的关系。结果表明:碳、锰严重偏析是导致高强度预应力盘条中偏析带形成的主要原因。偏析带组织为非索氏体,其强度高... 通过对热轧盘条和连铸坯光学显微镜、扫描电镜观察和能谱分析以及化学成分检验,研究了高碳热轧盘条组织与连铸坯凝固偏析的关系。结果表明:碳、锰严重偏析是导致高强度预应力盘条中偏析带形成的主要原因。偏析带组织为非索氏体,其强度高,塑性差,在轧制过程中易产生微裂纹和孔洞;连铸坯的偏析会直接遗传给热轧盘条,严重影响热轧盘条的组织和性能。因此,针对连铸坯偏析的遗传性,制定了改进措施,经生产证明其效果显著。 展开更多

关键词 热轧盘条 偏析 连铸坯 遗传

下载PDF 职称材料

C/C材料表面ZrB_2-SiC功能梯度涂层残余应力分析 被引量：3

11

作者 谢玲玲 陈文亮 +2 位作者 牛亚然 郑学斌 黄贞益 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期97-103,共7页

目的以C/C复合材料为基体,设计ZrB_2-SiC功能梯度材料。方法利用Ansys软件对等离子喷涂ZrB_2-SiC功能梯度涂层在沉积过程中产生的残余应力进行数值模拟,分析成分分布指数p和梯度层厚度t对梯度涂层残余应力的影响;并通过基于悬臂梁理论... 目的以C/C复合材料为基体,设计ZrB_2-SiC功能梯度材料。方法利用Ansys软件对等离子喷涂ZrB_2-SiC功能梯度涂层在沉积过程中产生的残余应力进行数值模拟,分析成分分布指数p和梯度层厚度t对梯度涂层残余应力的影响;并通过基于悬臂梁理论的热应力解析,计算与基体接触的涂层在涂层与基体厚度比λ不同时的残余应力值。结果模拟分析结果表明,在涂层与基体的界面,梯度层的厚度对轴向压应力影响不大,径向压应力和切向应力均随厚度的增加而增大,在边缘区域应力集中较为严重,易产生层间破坏;纯ZrB_2层为表面层,其应力主要为径向压应力,且沿径向逐渐减小至0,到边缘处又突变为拉应力,并随p的增大而减小。对比解析法分析可得两者计算的与基体接触的涂层内部的残余应力随λ的增大都是逐渐降低的,这符合涂层内部的应力分布原理。根据优化设计,获得功能梯度材料在各梯度层厚度d为0.1~0.2 mm,成分梯度指数为4时的热应力变化缓和效果较好。结论基于悬臂梁理论的解析解可以很好地评估热应力,并验证了该模拟的正确性。 展开更多

关键词 功能梯度涂层 成分分布指数 残余热应力 有限元分析

下载PDF 职称材料

等离子喷涂ZrC基涂层逐道逐层沉积残余应力模拟与实验验证 被引量：2

12

作者 谢玲玲 牛亚然 +3 位作者 王亮 陈文亮 郑学斌 黄贞益 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第7期768-774,共7页

采用商用ANSYS14.5软件,依据复合梁增层力学模型,采用逐道逐层累积模型模拟了C/C复合材料表面等离子喷涂ZrC基涂层沉积残余应力的特征,分析了SiC过渡层、第二相(SiC,MoSi2)和涂层厚度对ZrC基涂层残余应力的影响,并进行了实验验证。结果... 采用商用ANSYS14.5软件,依据复合梁增层力学模型,采用逐道逐层累积模型模拟了C/C复合材料表面等离子喷涂ZrC基涂层沉积残余应力的特征,分析了SiC过渡层、第二相(SiC,MoSi2)和涂层厚度对ZrC基涂层残余应力的影响,并进行了实验验证。结果表明,SiC过渡层有效缓解了涂层与基体的热失配应力。涂层体系的应力随着涂层厚度的增加逐渐减小,符合应力松弛和叠加规律。在涂层内部的径向应力以拉应力为主,基体中主要为压应力,且在界面边缘存在压应力集中的极限区域,易使涂层产生裂纹并沿界面扩展。该模拟采用逐道逐层累积的方法更逼近实际喷涂过程,能更准确预测涂层的残余应力。 展开更多

关键词 等离子喷涂 ZrC基涂层 有限元模拟 逐道逐层沉积 残余应力

下载PDF 职称材料

大气和真空等离子喷涂钨涂层比较研究 被引量：2

13

作者 季珩 黄利平 +3 位作者 胡德扬 牛亚然 郑学斌 丁传贤 《有色金属（冶炼部分）》 CAS 北大核心 2008年第S1期57-60,共4页

应用大气和真空等离子喷涂技术制备钨涂层,对涂层形貌、氧含量、热导率、结合强度以及抗热冲击性能进行比较研究。研究结果表明,大气喷涂W涂层存在明显的氧化现象,而真空喷涂W涂层几乎没有发生氧化。与大气喷涂W涂层相比,真空喷涂W涂层... 应用大气和真空等离子喷涂技术制备钨涂层,对涂层形貌、氧含量、热导率、结合强度以及抗热冲击性能进行比较研究。研究结果表明,大气喷涂W涂层存在明显的氧化现象,而真空喷涂W涂层几乎没有发生氧化。与大气喷涂W涂层相比,真空喷涂W涂层具有更为致密的显微结构和较少的氧化物杂质,从而具有较高的热导率,与基体的结合也更加良好。通过高能电子束辐照实验,对涂层的抗热冲击性能进行考察,结果表明真空等离子喷涂W涂层具有较好的抗热冲击性能。 展开更多

关键词 W涂层 真空等离子喷涂 大气等离子喷涂 抗热冲击性能 氧化现象 热导率

下载PDF 职称材料

燃气舵表面ZrO_2涂层热-结构耦合分析 被引量：2

14

作者 曹奔 黄贞益 +2 位作者 牛亚然 谢玲玲 郑学斌 《弹箭与制导学报》 CSCD 北大核心 2016年第2期147-150,共4页

基于流体计算软件FLUENT和有限元分析软件ANSYS对燃气舵表面Zr O_2涂层进行了热-结构耦合的分析,主要对不同厚度(0.5 mm,1.0 mm和1.5 mm)Zr O_2涂层表面的瞬态温度及其引起的相变和热应力进行了研究。结果表明,Zr O_2涂层的厚度增加后... 基于流体计算软件FLUENT和有限元分析软件ANSYS对燃气舵表面Zr O_2涂层进行了热-结构耦合的分析,主要对不同厚度(0.5 mm,1.0 mm和1.5 mm)Zr O_2涂层表面的瞬态温度及其引起的相变和热应力进行了研究。结果表明,Zr O_2涂层的厚度增加后应力值增大导致超过其屈服强度以及Zr O_2涂层温度达到相变温度引发相变是其失效的主要原因;燃气舵的失效与Zr O_2涂层的失效密切相关。计算结果对探究"消熔舵"技术中Zr O_2涂层及燃气舵的失效行为有一定的指导意义。 展开更多

关键词 燃气舵 等离子喷涂 热-结构耦合 数值计算

下载PDF 职称材料

C/C复合材料表面等离子喷涂ZrB_2基涂层沉积残余应力仿真分析 被引量：1

15

作者 谢玲玲 陈文亮 +2 位作者 牛亚然 郑学斌 黄贞益 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期917-922,共6页

在C/C复合材料表面采用等离子喷涂ZrB_2基陶瓷涂层是提高复合材料抗氧化性能的理想途径。为有效防止热裂纹的产生、设计性能更优的材料,基于数值模拟,通过合理的模型,采用间接顺序热结构耦合,可预测涂层在沉积过程中由于热失配引起的宏... 在C/C复合材料表面采用等离子喷涂ZrB_2基陶瓷涂层是提高复合材料抗氧化性能的理想途径。为有效防止热裂纹的产生、设计性能更优的材料,基于数值模拟,通过合理的模型,采用间接顺序热结构耦合,可预测涂层在沉积过程中由于热失配引起的宏观残余应力的大小和分布。结果表明,径向应力是残余应力的主要表现形式;较厚的粘结层能够有效缓解材料的热物性差异;涂层的厚度为0. 5 mm时能够保证涂层表面不会因为受压而开裂的情况下在界面处的残余应力较小;涂层体系的材质倾向于导热系数较高、热膨胀系数较低的ZrB_2-30%SiC(体积分数)材料,以保证涂层在边缘不会有太大的拉应力而产生翘曲。 展开更多

关键词 C/C复合材料 ZrB2基涂层 等离子喷涂 残余应力 数值模拟

下载PDF 职称材料

燃气舵的绕流场及气动特性数值研究 被引量：1

16

作者 谢玲玲 陈文亮 +5 位作者 牛亚然 曹奔 郑学斌 黄贞益 曹雪峰 肖美立 《航空计算技术》 2015年第6期79-82,86,共5页

以燃气舵的气动特性为目标,通过设定不同舵偏角的多个工况,进行了燃气舵纯气相绕流场的数值模拟。结合燃气射流的流场分布特点,详细分析了燃气舵及其舵基表面的绕流特性,获得了舵片的升力和阻力随舵偏角的变化曲线。计算结果分析表明:... 以燃气舵的气动特性为目标,通过设定不同舵偏角的多个工况,进行了燃气舵纯气相绕流场的数值模拟。结合燃气射流的流场分布特点,详细分析了燃气舵及其舵基表面的绕流特性,获得了舵片的升力和阻力随舵偏角的变化曲线。计算结果分析表明:燃气舵前缘的压力和温度最高;迎风面的压力和温度高于背风面;随舵偏角的增大,迎风面和背风面的压差亦增大,符合燃气舵推力矢量控制的原理;随温度升高,背风面靠近后缘的侧根部温差增大,这是燃气舵因热应力易变形的主要原因;升力曲线的线性度较好,阻力曲线变化梯度很小,且随舵偏角的增大,阻力差值亦增大,其作用是造成发动机的主推力损失的原因,为燃气舵推力矢量控制提供了依据。 展开更多

关键词 燃气舵 气动特性 舵偏角 推力矢量 数值研究

下载PDF 职称材料

等离子喷涂高温涂层残余应力模拟比较研究 被引量：4

17

作者 黄贞益 曹奔 +2 位作者 牛亚然 谢玲玲 郑学斌 《热喷涂技术》 2015年第1期32-39,共8页

本文运用有限元方法对等离子喷涂高温涂层(包括W涂层、Zr C涂层和Zr O2涂层)沉积过程中涂层内部残余应力进行了数值模拟计算,着重对涂层表面及涂层与钛合金基体界面处径向应力进行分析,讨论了这三种高熔点材料及不同的涂层厚度(0.2mm,0.... 本文运用有限元方法对等离子喷涂高温涂层(包括W涂层、Zr C涂层和Zr O2涂层)沉积过程中涂层内部残余应力进行了数值模拟计算,着重对涂层表面及涂层与钛合金基体界面处径向应力进行分析,讨论了这三种高熔点材料及不同的涂层厚度(0.2mm,0.5mm,0.8mm和1.0mm)对残余应力状态及分布的影响。结果表明,涂层表面处,Zr C涂层径向应力值最大;涂层与基体界面处,随着涂层厚度的增加,W涂层径向应力值逐渐超过Zr C涂层;Zr O2涂层在其表面及涂层与基体界面处的径向应力值在三种材料中均为最小。涂层内部径向应力分布均匀,在试样边缘处,W涂层和Zr C涂层应力集中和突变现象较为显著,而边缘效应对Zr O2涂层影响较小。 展开更多

关键词 等离子喷涂 高温涂层 有限元模拟 残余应力 径向应力

下载PDF 职称材料

高温防护涂层对燃气舵瞬态绕流场影响的模拟研究

18

作者 曹奔 黄贞益 +2 位作者 牛亚然 谢玲玲 郑学斌 《航空兵器》 2016年第1期69-72,共4页

采用流体计算软件Fluent研究了等离子体喷涂不同厚度的Zr O2涂层和W涂层对燃气舵瞬态绕流压力场和速度场的影响。结果表明,燃气舵前缘为激波最强烈位置,此处压力值达到最大,但速度值降至最低。燃气流受燃气舵形状的扰动在其前缘边缘和... 采用流体计算软件Fluent研究了等离子体喷涂不同厚度的Zr O2涂层和W涂层对燃气舵瞬态绕流压力场和速度场的影响。结果表明,燃气舵前缘为激波最强烈位置,此处压力值达到最大,但速度值降至最低。燃气流受燃气舵形状的扰动在其前缘边缘和后缘处形成膨胀波,压力大幅突降,速度显著增大。为了提高燃气舵抵抗激波能力,需增加Zr O2涂层和W涂层厚度,但膨胀波强度有所增强。计算结果对探究添加等离子体喷涂涂层后燃气舵的防护有一定意义。 展开更多

关键词 燃气舵 等离子体喷涂 绕流场 数值计算

下载PDF 职称材料

硅酸镱环境障涂层抗熔盐腐蚀行为与机制研究 被引量：1

19

作者 刘平平 钟鑫 +5 位作者 张乐 李红 牛亚然 张翔宇 李其连 郑学斌 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第12期1267-1274,共8页

稀土硅酸盐环境障涂层(EBC)是应用于新一代高推重比航空发动机热端部件的重要材料,但其在高温熔盐环境的腐蚀行为与机制尚不明晰。本工作采用真空等离子喷涂技术(VPS)制备了Yb_(2)SiO_(5)/Yb_(2)Si_(2)O_(7)/Si环境障涂层,并研究了该涂... 稀土硅酸盐环境障涂层(EBC)是应用于新一代高推重比航空发动机热端部件的重要材料,但其在高温熔盐环境的腐蚀行为与机制尚不明晰。本工作采用真空等离子喷涂技术(VPS)制备了Yb_(2)SiO_(5)/Yb_(2)Si_(2)O_(7)/Si环境障涂层,并研究了该涂层体系在900℃、Na_(2)SO_(4)+25%NaCl(质量分数)熔盐环境中的腐蚀行为与机制。研究发现,所制备的Yb_(2)SiO_(5)/Yb_(2)Si_(2)O_(7)/Si涂层体系结构致密,各层之间结合良好;涂层体系腐蚀240 h,熔盐组分渗透Yb_(2)SiO_(5)涂层,在Yb_(2)Si_(2)O_(7)中间层发生富集。涂层中Yb_(2)SiO_(5)相具有良好的稳定性,Yb_(2)O_(3)第二相与熔盐发生反应,且随腐蚀时间延长, Yb_(2)O_(3)含量减少。中间层Yb_(2)Si_(2)O_(7)相与熔盐反应生成磷灰石相NaYb_(9)Si_(6)O_(2)6和钠硅酸盐,并产生Cl_(2)和SO_(2)等挥发性物质,从而影响服役寿命。硅黏结层中未发现熔盐渗透现象,保持完整。该涂层体系具有良好的抗熔盐腐蚀性能。 展开更多

关键词 环境障涂层 硅酸镱 Na_(2)SO_(4)+25%NaCl熔盐 腐蚀机制

下载PDF 职称材料

等离子喷涂TiC-Graphite复合涂层摩擦磨损性能 被引量：1

20

作者 洪督 牛亚然 +2 位作者 李红 钟鑫 郑学斌 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期643-650,共8页

等离子喷涂TiC涂层具有良好的综合性能,在极端环境能起到较好的耐磨保护作用,而石墨是一种优异的自润滑材料。通过喷雾干燥与真空烧结技术制备不同石墨添加量(1.25%、2.5%、5%和10%,质量分数)的TiC-Graphite球形粉体,并采用大气等离子... 等离子喷涂TiC涂层具有良好的综合性能,在极端环境能起到较好的耐磨保护作用,而石墨是一种优异的自润滑材料。通过喷雾干燥与真空烧结技术制备不同石墨添加量(1.25%、2.5%、5%和10%,质量分数)的TiC-Graphite球形粉体,并采用大气等离子喷涂技术制备TiC-Graphite复合涂层。对涂层的相组成、显微结构和力学性能进行了表征,并对涂层的摩擦磨损性能进行了比较研究。结果发现,TiC-Graphite涂层主要由TiC和石墨相组成。随石墨添加量增大,TiC-Graphite涂层截面微裂纹增多,表面粗糙度增大,硬度下降。石墨对TiC涂层在高载荷的磨损性能影响更显著。在50 N高载荷条件,随石墨添加量增大,TiC-Graphite涂层磨损率降低后急剧增大,而摩擦系数持续减小。当石墨添加量为2.5%时,涂层获得最低的磨损率为0.67×10^(−5) mm^(3)/(N·m),同时具有较低的摩擦系数(0.35),与不添加石墨的TiC涂层相比,分别降低了72.4%和27.8%。 展开更多

关键词 TiC-Graphite复合涂层 磨损性能 大气等离子喷涂 显微结构 力学性能

下载PDF 职称材料