SiCf/SiC陶瓷基复合材料表面高温可磨耗封严涂层研究
编号:530
稿件编号:508 访问权限:仅限参会人
更新:2025-04-23 20:20:32 浏览:22次
口头报告
摘要
可磨耗封严涂层(ASCs)应用于航空发动机涡轮外环,通过被旋转叶片主动刮削,实现静转子径向间隙控制。SiCf/SiC陶瓷基复合材料(CMCs)是下一代发动机热端部件(包括涡轮外环、燃烧室等)候选材料,由于CMCs易受水氧腐蚀,在其表面应用多孔ASCs时需要与致密的环境障涂层(EBCs)相结合,从而实现磨损保护与腐蚀防护的多功能复合。本研究基于热膨胀梯度原则,采用大气等离子喷涂在CMCs基体表面制备Si/Yb2Si2O7/LaMgAl11O19环境障中间层和YSZ可磨耗面层,并利用基体表面磨孔提升层间结合,研究了该涂层体系的力学性能、抗热震性能、滑动摩擦性能和可磨耗性能。研究结果表明,磨孔处理后结合强度提升约73%,这是因为断裂向涂层内部延伸增加了扩展阻力。经2000次热震后,涂层未发生脱落,但出现明显分层。滑动摩擦中,涂层与GCr15钢球对磨时为粘着磨损,且出现涂层撕脱,这是由于钢球较低硬度和较高热导率,在摩擦热作用下发生熔化。高温高速刮磨中,未磨孔样品由于较弱层间结合和较大摩擦力,导致涂层掉块和脱落。基体磨孔处理则可以通过产生机械锁合和减少接触面积来改善涂层可磨耗性能,磨损比IDR值均低于10%。磨损机制主要受侵入速度的影响,低侵入速度会导致材料转移,高侵入速度表现为理想的切削磨损。
关键字
可磨耗封严涂层;高温高速刮磨;陶瓷基复合材料;环境障涂层;梯度结构
稿件作者
黄晶琪
中国机械总院集团武汉材料保护研究所有限公司
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