航空发动机涡轮叶片热障涂层应用的关键技术和问题

作者： 程玉贤   王璐   袁福河   来源： 航空制造技术 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： CMAS   热障涂层   气膜孔   无损检测   返修  

描述： 热障涂层的损伤和相应的防护、叶片热障涂层厚度分布的过程控制、热障涂层制备过程中气膜孔缩孔、热障涂层的在线无损检测及涂层返修以满足涡轮叶片全寿命周期需求等方面论述了航空发动机涡轮叶片热障涂层工程应用技术和需要解决的实际问题。

航空发动机用热障涂层的CMAS侵蚀及防护

作者： 郭巍   马壮   刘玲   朱时珍   李星   来源： 现代技术陶瓷 年份： 2017 文献类型 ： 期刊 关键词： 稀土锆酸盐   CMAS   热障涂层   涂层失效  

描述： 热障涂层作为航空发动机的关键技术,一旦在使用过程中失效将导致严重的后果。然而,热障涂层在使用过程中不可避免地会接触到钙镁铝硅酸盐(CMAS),引发涂层剥落,使高温合金直接暴露在高温燃气中,带来巨大的危险。因此,热障涂层的CMAS侵蚀及防护问题近年来得到了广泛关注。本文在介绍传统氧化钇稳定氧化锆(YSZ)涂层受CMAS侵蚀现状的基础上,明确了CMAS侵蚀YSZ的化学作用过程,阐明了YSZ涂层的失效机制,比较了不同种类CMAS的侵蚀效果,总结了目前热障涂层抵抗CMAS侵蚀的主要方法,并阐述了基于自损型防护原理开展的新型热障涂层材料的CMAS侵蚀行为研究进展,以期为未来航空发动机用热障涂层陶瓷材料的选择和CMAS防护提供有益参考。

航空发动机热障涂层的CMAS腐蚀与防护研究进展

作者： 吴杨   郭星晔   贺定勇   来源： 中国表面工程 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 腐蚀防护   CMAS   先进航空发动机   热障涂层  

描述： 热障涂层（TBCs）广泛应用于先进航空发动机热端部件，可以有效提高发动机的工作效率和服役温度。随着发动机涡轮前进口温度不断提高以及工业生产和人类活动愈加频繁，TBCs面临严峻的CMAS腐蚀问题。目前CMAS腐蚀已经成为制约TBCs应用和发展的关键因素，如何提高TBCs的CMAS防护能力是TBCs领域的研究热点和难点。针对此问题，对不同类型CMAS的室温和高温特性进行总结，深入分析CMAS作用下TBCs的失效机制，总结TBCs的CMAS防护方法，综述TBCs的CMAS腐蚀与防护研究进展。结果表明，不同CMAS（如火山灰、沙石和灰尘等）的化学成分（质量分数）差异明显，影响了其高温黏度和熔化行为；高温下熔融CMAS渗入到涂层内部并与之发生化学反应，破坏涂层的结构和性能稳定性，造成涂层失效；提出了增加惰性防护层、YSZ材料掺杂改性和研发新材料等方法提高TBCs的CMAS防护能力。最后对未来的CMAS防护新方法进行展望，对超高温长寿命TBCs的研制提供理论支撑。

航空发动机涡轮叶片热障涂层失效分析研究

作者： 付倩倩   通雁鹏   杨玉璋   来源： 失效分析与预防 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 失效分析   8YSZ   CMAS   涡轮叶片   热障涂层  

描述： 采用扫描电镜及能谱对航空发动机涡轮叶片热障涂层进行失效分析,将叶片划分为9个区域,发现其前缘区域由于涂层的使用温度高、粘结层氧化、尖晶石等大量生长,导致在TGO/陶瓷层界面处产生大量的生长应力,呈TGO/Top coat界面分层失效。后缘区域呈粘结层/基体分层分裂失效,同时所有区域都有CMAS腐蚀。CMAS附着在涂层表面,沿着纵向裂纹等缺陷渗透到涂层内部,引发涂层产生横向分层,并导致涂层腐蚀剥落。

某航空发动机高压涡轮导向叶片高温失效分析

作者： 孙睿毓   李艳明   李青   黄芒通   周梦志   来源： 风机技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 超温   热障涂层   气膜孔   涡轮导向叶片   疲劳裂纹  

描述： 通过外观检查、断口分析、材质检查、气膜孔检查和热模拟等试验工作，对故障高压涡轮导向叶片裂纹性质及产生机理进行分析。结果表明：故障叶片裂纹性质为疲劳，疲劳起源于气膜孔外壁的尖角区域。热障涂层涂覆后引起前缘气膜孔孔径减小，且使用过程中气膜孔受燃气氧化附着物影响导致孔口堵塞；叶片前缘局部超温导致基体组织转变，降低了基体的抗疲劳性能，促使叶片过早疲劳开裂。本文提出了适当加大气膜孔孔径，完善加工工艺要求，加强孔表面附着物清理等建议，可有效避免类似故障重复发生。

大型科学装置在航空发动机高温结构材料和涂层上的研究与应用综述

作者： 尚勇   冯阳   刘巧沐   王君武   杨惠君   茹毅   张恒   赵文月   裴延玲   李树索   宫声凯   来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 高温合金   同步辐射   热障涂层   中子衍射   无损检测   残余应力  

描述： 航空发动机用热端部件及其防护涂层具有密度高、结构复杂、服役环境恶劣、承受载荷复杂等特点，采用传统的分析测试方法对其进行损伤演变、质量评估和寿命预测研究存在极大挑战，无法满足航空发动机更高温度、更高速度、更高可靠性的需求。大型科学装置中的同步辐射技术和中子衍射技术具有高穿透性、高精度、高耦合度和高通量等特点，较传统检测技术更适用于未来航空航天领域高温结构材料的研发和测试，但上述两种技术在中国相关领域的基础研究和工程应用方面仍需进一步开展工作。本文着重介绍近年来国内外采用同步辐射和中子衍射技术进行航空发动机热端部件及其防护涂层基础科学研究与实际工程应用方面的进展与现状。

加快我国商用航空发动机自主化进程

作者： 记者   张潇   来源： 西安日报 年份： 2018 文献类型 ： 报纸 关键词： 发动机燃烧室   航空发动机   制孔   气膜冷却   热障涂层   进口温度   涂层表面   气膜孔   火焰筒   超短脉冲激光  

描述： 本报讯 （记者 张潇）中国科学院西安光学精密机械研究所日前召开“商用航空发动机带热障涂层火焰筒超短脉冲激光精密制孔设备及全套加工工艺”评审会，评审专家组认为基于机械臂的柔性火焰筒超短脉冲激光精密制孔设备及全套加工工艺实现了带热障涂层火焰筒异形孔的高品质加工?

全文：本报讯 （记者 张潇）中国科学院西安光学精密机械研究所日前召开“商用航空发动机带热障涂层火焰筒超短脉冲激光精密制孔设备及全套加工工艺”评审会，评审专家组认为基于机械臂的柔性火焰筒超短脉冲激光精密制孔设备及全套加工工艺实现了带热障涂层火焰筒异形孔的高品质加工?

航空发动机高压涡轮叶片气膜孔电火花加工工艺参数对重熔层的影响

作者： 胡萌   刘遵友   王轶   李晓超   焦文建   来源： 航空维修与工程 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 高压涡轮叶片   电火花加工   气膜孔   重熔层  

描述： 本文分析了采用电火花加工气膜孔时不同工艺参数对重熔层的影响。结果表明:在相同脉冲宽度、脉冲间隔的情况下,加工电流越大,重熔层厚度越大;在相同加工电流、脉冲间隔的情况下,脉冲宽度越大,重熔层厚度越大;对比6组工艺参数可知,5#、6#叶片电火花加工气膜孔的重熔层质量较好,但5#叶片气膜孔的加工效率高于6#叶片气膜孔。

航空涡轮叶片气膜孔飞秒激光加工工艺研究

作者： 刘华   乔娜   郑伟   来源： 金属加工(热加工) 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 涡轮叶片   气膜孔   飞秒激光   重熔层  

描述： 采用激光加工航空发动机涡轮叶片气膜孔,已成为了现阶段的加工趋势。与传统的微孔加工方法相比,激光加工具有重熔层小,微裂纹少的优势。然而纳秒或是皮秒激光加工小孔的孔壁仍会存在数十微米厚的重熔层,并且再铸层内通常也存在微裂纹,有的甚至会延伸至基体,这些缺陷的存在极大影响了发动机工作的安全可靠性和使用寿命。本文通过对气膜孔加工质量的研究,介绍了一种飞秒激光加工镍基单晶叶片无重熔层气膜孔的方法,提出了一套完整的涡轮叶片气膜孔加工工艺方案。

航空发动机高压涡轮叶片气膜孔电火花加工工艺参数对重熔层的影响

作者： 胡萌   刘遵友   王轶   李晓超   焦文建   来源： 航空维修与工程 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 高压涡轮叶片   电火花加工   气膜孔   重熔层  

描述： 本文分析了采用电火花加工气膜孔时不同工艺参数对重熔层的影响。结果表明:在相同脉冲宽度、脉冲间隔的情况下,加工电流越大,重熔层厚度越大;在相同加工电流、脉冲间隔的情况下,脉冲宽度越大,重熔层厚度越大;对比6组工艺参数可知,5#、6#叶片电火花加工气膜孔的重熔层质量较好,但5#叶片气膜孔的加工效率高于6#叶片气膜孔。