热障涂层在CMAS环境下的失效与防护

TG174.4; 随着航空发动机工作温度的提升,一种主要化学成分为CaO-MgO-Al2O3-SiO2(简称CMAS)的环境沉积物对发动机叶片热障涂层(thermal barrier coatings, TBCs)的危害越来越严重,一方面导致叶片表面气膜冷却孔堵塞,降低冷效,改变叶片温度场和应力场;另一方面,引起叶片TBCs服役寿命大幅度下降.如何解决叶片TBCs表面CMAS吸附和渗透的问题对于高性能航空发动机的研制非常关键,也是目前TBCs研究领域的难点.本文重点阐述了TBCs在CMAS环境下的热化学、密实、相变等失效机理,并简述了国际上目前一些如涂层组织结构优化、添加阻渗层和牺牲层等解决C...

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Published in航空材料学报 Vol. 38; no. 2; pp. 43 - 51
Main Authors 杨姗洁, 彭徽, 郭洪波
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 北京航空航天大学 材料科学与工程学院,北京,100191%北京航空航天大学 材料科学与工程学院,北京 100191 2018
高温结构材料与涂层技术工业和信息化部重点实验室,北京 100191
Subjects
CaO-MgO-Al2O3-SiO2(CMAS)
防护
热障涂层(TBCs)
失效机理
protection
failure mechanisms
thermal barrier coatings (TBCs)
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ISSN1005-5053
DOI10.11868/j.issn.1005-5053.2018.001007

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Summary:TG174.4; 随着航空发动机工作温度的提升,一种主要化学成分为CaO-MgO-Al2O3-SiO2(简称CMAS)的环境沉积物对发动机叶片热障涂层(thermal barrier coatings, TBCs)的危害越来越严重,一方面导致叶片表面气膜冷却孔堵塞,降低冷效,改变叶片温度场和应力场;另一方面,引起叶片TBCs服役寿命大幅度下降.如何解决叶片TBCs表面CMAS吸附和渗透的问题对于高性能航空发动机的研制非常关键,也是目前TBCs研究领域的难点.本文重点阐述了TBCs在CMAS环境下的热化学、密实、相变等失效机理,并简述了国际上目前一些如涂层组织结构优化、添加阻渗层和牺牲层等解决CMAS问题的方法.
ISSN:1005-5053
DOI:10.11868/j.issn.1005-5053.2018.001007