强流脉冲电子束诱导热障涂层表面重构及其服役寿命提升机制
编号:454
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更新:2025-04-22 15:50:24 浏览:23次
口头报告
摘要
热障涂层(Thermal Barrier Coating,TBC)是航空航天发动机中关键的热防护技术之一。长期以来,调控TBC界面的结构稳定性以及抑制热生长氧化物(Thermally Grown Oxide,TGO)无序生长,始终是该领域的技术难题。本文提出了一种基于强流脉冲电子束(High-Current Pulsed Electron Beam,HCPEB)处理的创新方法,用于调控TBC系统中金属与陶瓷界面的形貌和微观结构,旨在实现TGO的稳定生长,从而延长TBC的服役寿命。在本研究中,通过HCPEB辐照对电弧离子镀制备的MCrAlYX金属涂层进行表面改性,诱导其发生重熔抛光和微结构重建。处理后,涂层表面粗糙度降低约83%,原有的颗粒团聚与微裂纹缺陷被有效消除;改性形成的重熔层厚度约为7 μm,结构更为致密细化。该重熔层进一步影响了其上电子束物理气相沉积(EB-PVD)制备的YSZ陶瓷涂层的生长机制,使陶瓷层呈现更均匀的柱状晶粒和更低的表面粗糙度。在1100 °C条件下进行的热循环氧化试验表明,HCPEB处理显著提升了TBC系统的界面稳定性,促进了致密且稳定的Al2O3基TGO层的形成,有效提高了其抗氧化性并抑制了涂层剥落。改性后的TBC系统表现出更强的结构完整性和更长的热循环寿命,凸显了HCPEB技术在高温环境下提升TBC性能的潜力。
关键字
热障涂层,强流脉冲电子束,高温循环氧化,电子束物理气相沉积
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