航空发动机热障涂层材料体系的研究

作者： 唐治虎   来源： 新型工业化 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   热障涂层   材料体系  

描述： 众所周知，航空发动机作为飞机的心脏其具有极为重要的作用。航空发动机的主要作用便是为飞机提供足够的推力，从而促使其可以摆脱一定的重力约束，进而实现在空中的飞行。但由于飞机在飞行过程中，航空发动机中的涡轮叶片将会进行高速运转。因此，许多飞机的航空发动机均会出现发动机温度过高的现象。这一现象的出现不仅仅会严重影响到发动机的性能输出，同时更会对发动机的硬件组成造成极为严重的损害。因此，为有效避免此类问题的出现，工程师研发出了相应的热障涂层材料。通过将热障涂层材料均匀地涂抹在航空发动机的表面，不仅仅可以有效提升发动机的散热效率，同时更可以提升发动机硬件的耐热效率，使其可以在温度较高的环境中释放更多的性能。下面本文将就航空发动机热障涂层材料体系进行简要论述。

航空发动机热障涂层材料体系的研究

作者： 唐治虎   来源： 新型工业化 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机   热障涂层   材料体系  

描述： 众所周知，航空发动机作为飞机的心脏其具有极为重要的作用。航空发动机的主要作用便是为飞机提供足够的推力，从而促使其可以摆脱一定的重力约束，进而实现在空中的飞行。但由于飞机在飞行过程中，航空发动机中的涡轮叶片将会进行高速运转。因此，许多飞机的航空发动机均会出现发动机温度过高的现象。这一现象的出现不仅仅会严重影响到发动机的性能输出，同时更会对发动机的硬件组成造成极为严重的损害。因此，为有效避免此类问题的出现，工程师研发出了相应的热障涂层材料。通过将热障涂层材料均匀地涂抹在航空发动机的表面，不仅仅可以有效提升发动机的散热效率，同时更可以提升发动机硬件的耐热效率，使其可以在温度较高的环境中释放更多的性能。下面本文将就航空发动机热障涂层材料体系进行简要论述。

航空发动机叶片热障涂层寿命智能预测方法研究

作者： 樊珊珊   来源： 西安理工大学 年份： 2021 文献类型 ： 学位论文 关键词： 特征提取   卷积神经网络   热振实验   热障涂层  

描述： 航空发动机叶片热障涂层寿命智能预测方法研究

基于机器学习的航空发动机关键部位热障涂层厚度反演研究

作者： 宋凯   李子璇   陆灵峰   肖树坤   王荣彪   来源： 中国测试 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 机器学习   热障涂层   电磁无损评估   涡流探头  

描述： 热障涂层（Thermal Barrier Coating，TBC）是一种由金属粘接层和陶瓷层构成的隔热材料，具有热导率低、抗热疲劳及耐高温氧化等优异性能，能够很好的在高温环境下保护发动机关键部位。针对某关键部位多曲面基体热障涂层厚度的涡流检测，设计了R45.5mm以及R72.5mm两种弹压式涡流传感器，建立了3种机器学习算法的反演模型，并对曲面模拟试样进行测量，最后验证了3种算法的反演精度。结果表明：R45.5mm曲面试样随机森林算法的粘接层最大相对误差为9.01%，陶瓷层最大相对误差4.33%；R72.5mm曲面试样随机森林算法的粘接层最大相对误差为5.23%，陶瓷层最大相对误差6.28%，均小于工业误差要求10%。

航空发动机气冷涡轮叶片冷却结构研究进展

作者： 孔祥灿   张子卿   朱俊强   徐进良   张燕峰   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 气冷涡轮叶片   冷却效率   气膜孔   涡旋冷却   强化换热   扩展板  

描述： 高效的冷却结构是避免气冷涡轮叶片受热损坏的关键，直接影响叶片冷却效率和航空发动机稳定性。但是高效冷却结构导致主流与冷气流的相干效应更加复杂，并且高效冷却结构的发展一直受到加工工艺的制约。本文从控制冷气流动的角度，将涡轮叶片分为前缘、中弦和尾缘区域，重点综述了近十年气冷涡轮叶片冷却结构的研究进展以及涡轮旋转状态下的气动传热特性，包括涡旋冲击冷却、气膜孔形状、尾缘内部强化换热结构与分隔肋形状等。在此基础上，对比了各个结构的冷却效果，并且指出各类冷却结构的缺陷。最后提出气冷涡轮叶片未来的发展方向和难点。

航空发动机气冷涡轮叶片冷却结构研究进展

作者： 孔祥灿   张子卿   朱俊强   徐进良   张燕峰   来源： 推进技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 气冷涡轮叶片   冷却效率   气膜孔   涡旋冷却   强化换热   扩展板  

描述： 高效的冷却结构是避免气冷涡轮叶片受热损坏的关键，直接影响叶片冷却效率和航空发动机稳定性。但是高效冷却结构导致主流与冷气流的相干效应更加复杂，并且高效冷却结构的发展一直受到加工工艺的制约。本文从控制冷气流动的角度，将涡轮叶片分为前缘、中弦和尾缘区域，重点综述了近十年气冷涡轮叶片冷却结构的研究进展以及涡轮旋转状态下的气动传热特性，包括涡旋冲击冷却、气膜孔形状、尾缘内部强化换热结构与分隔肋形状等。在此基础上，对比了各个结构的冷却效果，并且指出各类冷却结构的缺陷。最后提出气冷涡轮叶片未来的发展方向和难点。

航空发动机热障涂层导电性能研究

作者： 段力   姬中林   翁昊天   陈熙   杨志   邹兵林   王盈   李杰   王强   来源： 航空制造技术 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空发动机智能化   高温温度测量   热障涂层   传感器   计算机仿真  

描述： 传统的航空发动机热障涂层主要关注点是其热绝缘特性及可靠性的研究,并且已经形成了一整套基于YSZ的热障涂层技术,但是缺乏热障涂层高温导电性能的研究。另一方面,基于对航空发动机智能化的要求,需要在涡轮叶片表面制造电学器件(传感器),所以有必要对航空发动机热障涂层的电学性能进行相关的研究。研究了YSZ热障涂层在高温下的电学性能,提出了能提高其高温电绝缘性能的技术方法:可以对YSZ热障涂层喷涂配方进行改良。试验证明,在涂层中加入一定含量的氧化铝可以把热障涂层的高温电绝缘性能提高4个量级,可以满足在涡轮叶片热障涂层之上制作微传感器的实际工程需要。此外,利用计算机仿真技术对高温环境下的热障涂层复合结构进行了电学性能的综合分析,分析的结果证明,在传感器/热障涂层/涡轮叶片基底的复合结构当中,热障涂层表面的传感器电流的高温特性是各层材料的导电性、传感器与热障涂层的结构与尺寸的综合函数。

航空发动机燃烧室壁面“热斑”对热障涂层失效的影响

作者： 孔祥芬   郭万森   张涛   王者   丁坤英   来源： 中国陶瓷 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 燃烧室壁面   热障涂层   热斑   开裂   非均匀烧结  

描述： 航空发动机燃烧室壁面热障涂层的脱落直接影响着相关部件使用寿命，其重要原因是“热斑”环境下涂层的局部烧结使得涂层内具有更复杂的应力状态，从而产生新的失效模式。采用ANSYS稳态流场与ABAQUS瞬态耦合对瓦片涂层系统进行分析，并借助断裂力学与实验方法对涂层的开裂规律进行表征，结果表明涂层具有升温350℃的“热斑”表面温度场与139 MPa的内部集中剪应力，并受此影响在“热斑”边缘区域优先发生以I型载荷为主导的面内复合型开裂失效。

航空发动机热障涂层结构的低速冲击性能研究

作者： 郑成洲   来源： 中国民航大学 年份： 2020 文献类型 ： 学位论文 关键词： 损伤形式   热障涂层   有限元   功能梯度   低速冲击  

描述： 航空发动机热障涂层结构的低速冲击性能研究

航空发动机涡轮叶片热障涂层研究现状

作者： 贾宜委   王鹤峰   王宇迪   赵帅   昂康   来源： 表面技术 年份： 2023 文献类型 ： 期刊 关键词： 涂层结构   航空发动机   热障涂层   涂层材料   涂层失效形式  

描述： 热障涂层是一种可以有效保障航空发动机涡轮叶片正常工作，同时显著提高其工作效率和服役时间的表面防护技术。热障涂层的性能在很大程度上影响叶片的承温和抗腐蚀能力，进而间接影响航空发动机的服役性能。涂层性能主要受到其结构和材料两方面的影响。本文首先，介绍了涂层结构的优、缺点和研究进展，当前常见的结构形式有：双层结构、多层结构和梯度结构；其次，介绍了粘结层材料的研究进展；对陶瓷层材料的研究进展进行了详述，如YSZ的掺杂改性，A2B2O7型化合物，钙钛矿结构材料以及近年来兴起的几种高熵陶瓷材料，其中高熵陶瓷材料包括：高熵稀土钽酸盐、铝酸盐、锆/铪酸盐、磷酸盐、硅酸盐以及高熵稀土氧化物，分别从热导率、热膨胀系数、断裂韧性、热循环寿命和抗腐蚀能力等方面对其进行介绍；再次，概述了热障涂层常见的几种失效形式如：TGO失效、CMAS腐蚀以及高温烧结，并且对其发生机理进行简要的介绍；最后，展望了热障涂层未来的发展趋势和方向。