热障涂层界面应力测试研究进展

热障涂层为先进的抗热防腐高温防护涂层,广泛应用于航空航天的燃气涡轮叶片上。其多层结构特点以及复杂的服役环境往往造成层间界面裂纹与涂层剥离的失效形式。残余应力作为诱导裂纹产生和扩展的直接原因,检测残余应力的演变对研究涂层失效有着重要的指导意义,也是研究最为广泛的内容之一。介绍了热障涂层各层间残余应力的形成与主要影响因素,阐述了热障涂层/高温合金体系多层界面结构的应力检测方法的检测原理与研究进展,同时比较了这些检测技术在热障涂层中的适用范围以及优缺点。

元素扩散对热障涂层/DZ125合金组织与显微硬度的影响

为研究元素扩散对CoCrAlY涂层与Ni基高温合金DZ125显微组织和显微硬度的影响,采用电子束物理气相沉积法在Ni基高温合金基体上制备了8YSZ/CoCrAlY热障涂层。运用Boltzmann-Matano算法以及X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、电子探针(electron probe micro-analyzer,EPMA)等方法对氧化前后涂层基体的元素质量浓度分布曲线、相转变及显微硬度进行分析。研究结果表明:在1 050℃热氧化中,Co的互扩散系数在10-16 m2/s量级;元素扩散引起黏结层β-CoAl相退化,且涂层与基体界面处会形成互扩散区(inter-diffusion zone,IDZ)与二次反应区(second reaction zone,SRZ);IDZ的组织主要为富含Al的β相和富含Cr与W的γ相;SRZ中的拓扑密排相(topologically close-packed phase,TCP)削弱了γ'的位错阻碍作用,导致SRZ的显微硬度远低于合金基体硬度。

起泡法制备HA泡沫陶瓷以修复甲状软骨损伤

目的制备带有微孔循环的个性化羟基磷灰石（Hroxyapatite，HA）人工甲状软骨支架及其性能的测试与临床应用研究。方法采用一种新的甲状软骨支架结构设计和制造方法，以羟基磷灰石为主要材料，依据原位固化方式，通过添加有机单体和交联剂形成网格。并通过添加表面活性剂TrifionX—114，降低浆料表面张力，稳定气泡，采用机械搅拌起泡法从而获得一定孔隙大小的泡沫浆料。结合凝胶注模法，脱模获得个性化甲状软骨陶瓷支架，测试其性能，然后采用冷冻吸附法使水溶性I型胶原与重组人骨形态发生蛋白-2混合溶液沉淀于陶瓷支架上，制备个性化HA人工软骨复合支架，最后进行动物甲状软骨损伤修复的应用测试实验。结果HA泡沫陶瓷孔隙尺寸集中于150～300μm范围，孔隙率为（74．37±6．97）％，生物力学强度为（2．3±0．2）mPa。组织学观察，植入HA人工软骨复合支架动物组显微镜下可见明显的新生骨生长及表现出良好的发音、饮食行为。结论验证了个性化HA人工软骨复合支架制备与临床应用的可行性。