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液态喷涂高温可磨耗封严涂层成形机理及服役行为

批准号:
51671180
项目类别:
面上项目
资助金额:
60.0 万元
负责人:
杜令忠
学科分类:
金属材料使役行为与表面工程
结题年份:
2020
批准年份:
2016
项目状态:
已结题
项目参与者:
兰昊、黄传兵、于守泉、房师阁、张会丰、朱明、张甜甜、刘若愚

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项目成果

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中文摘要
高温可磨耗封严涂层是先进航空发动机和燃气轮机的关键核心技术,能够有效减少气体泄漏,提高发动机的效率。传统的陶瓷基可磨耗封严涂层硬度高,可磨耗性差,本项目提出一种新型的液态前驱体-悬浮液等离子喷涂技术,通过多尺度结构设计、制备过程强化及组织结构调控,制备氧化锆增强氧化锆的复相陶瓷涂层,有效协调可磨耗性与抗冲蚀等性能之间的矛盾。通过涂层成形机理、服役行为及失效规律的系统研究,揭示元素扩散、氧化、腐蚀、应力等破坏涂层物理化学相容性的作用机制,建立涂层成分-结构-服役行为-失效机理之间的构效关系,提出涂层性能优化策略,为高温可磨耗封严涂层的开发与应用提供技术支撑。
英文摘要
The high-temperature abradable coating is the key technology of the aero engine and gas turbine. It can reduce the gas leak and increase the efficiency of the equipment. The conventional ceramic coating is limited by its high hardness and poor abradability. A new preparation method of solution-suspension plasma spray technology is proposed in the paper. The YSZ strengthened YSZ coating is manufactured by the multiscale design, process intensification and structure tailoring. It can reconcile the contradictions between the abradability and erosion resistance. The structure activity relationships can be built through the systematic study of formation process, service properties, interfacial compatibility and failure mechanism. New design guideline is built up to support the development of the high-temperature abradable coating.
高温可磨耗封严涂层是制约航空发动机性能的关键核心技术。项目针对传统陶瓷基可磨耗封严涂层硬度高、可磨耗性差的难题,提出一种新型的液态前驱体-悬浮液等离子喷涂技术,通过多尺度结构设计、工艺过程强化及微观组织结构调控等,制备了氧化锆增强氧化锆的复相纳米陶瓷涂层,并考察了涂层在高温服役条件下的抗热震、抗氧化和耐熔盐腐蚀性能,建立了涂层成分-结构-服役行为-失效机理之间的关系。研究结果表明,新型的液态前驱体-悬浮液等离子喷涂涂层孔隙率高达30%,表面洛氏硬度HR15Y=57,涂层结合强度达到3.7MPa,纳微孔协同作用展现了优良的抗热震和抗氧化性能,在航空发动机和燃气轮机等领域具有了广阔的应用前景。项目研究期间共发表论文18篇,其中SCI/EI共15篇,会议论文1篇,申请专利5项,培养博士后3名,博士研究生3名,硕士研究生1名。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI: 10.1016/j.matlet.2019.05.079
发表时间: 2019-10
期刊: Materials Letters
影响因子: 3
作者: [Wang Z., Du L., Lan H., Huang C., Zhang W.]
通讯作者: Zhang W.
DOI: 10.1016/j.surfcoat.2017.03.065
发表时间: 2017
期刊: Surface & Coatings Technology
影响因子: 5.4
作者: [Zhang Tiantian, Lan Hao, Huang Chuanbing, Du Lingzhong, Zhang Weigang]
通讯作者: Zhang Weigang
Preparation and characterization of YSZ abradable sealing coating through mixed solution precursor plasma spraying
混合溶液前驱体等离子喷涂YSZ耐磨密封涂层的制备及表征
DOI: 10.1016/j.ceramint.2019.03.058
发表时间: 2019-06
期刊: Ceramics International
影响因子: 5.2
作者: [Wang Z., Du L., Lan H., Huang C., Zhang W.]
通讯作者: Zhang W.
High-Temperature Solid Lubricant Coating by Plasma Spraying Using Metal-Metal Clad Powders
金属-金属复合粉末等离子喷涂高温固体润滑涂层
DOI: 10.1007/s11666-017-0591-0
发表时间: 2017
期刊: Journal of Thermal Spray Technology
影响因子: 3.1
作者: [Zhang Tiantian, Lan Hao, Yu Shouquan, Huang Chuanbing, Du Lingzhong, Zhang Weigang]
通讯作者: Zhang Weigang
共 16 条
    可磨耗封严高熵陶瓷涂层高效制备及服役行为
    新型高温耐磨自润滑涂层材料研制及组织结构表征
    • 批准号:
      50901071
    • 项目类别:
      青年科学基金项目
    • 资助金额:
      21.0万元
    • 批准年份:
      2009
    • 负责人:
      杜令忠
    • 依托单位:
    国内基金
    海外基金