La_(2)Zr_(2)O_(7)-8YSZ热障涂层活塞温度场分析

以车用发动机活塞为研究对象,基于有限元方法建立热障涂层活塞的La_(2)Zr_(2)O_(7)-8YSZ双陶瓷层模型,研究无涂层和双陶瓷层热障涂层活塞的温度场分布,及陶瓷面层与底部陶瓷层厚度对陶瓷层和活塞基体的影响规律。研究结果表明:La_(2)Zr_(2)O_(7)-8YSZ双陶瓷层热障涂层活塞基体最高温度为252℃。陶瓷面层和底部陶瓷层最高温度分别可达417℃和344℃。与无涂层活塞相比,涂层活塞基体温度下降16℃,燃烧室温度显著提高。陶瓷面层厚度及底部陶瓷层厚度分别从100μm增加到300μm,均可导致陶瓷面层温度升高,底部陶瓷层和活塞基体温度下降。

热障涂层材料的研究进展

热障涂层技术广泛用于航空涡轮发动机等尖端领域,相关的研究涉及新型热障涂层材料的开发、粘结层成分和表面结构的优化、高温氧化后热生长氧化物(TGO)或TGO/粘结层(BC)界面处残余应力水平的检测、新型涂层制备工艺的开发等诸多方面。主要阐述了对7-8YSZ热障涂层材料的改良、烧绿石结构材料的开发、超音速微粒轰击粘结层表面细晶处理等方面取得的研究进展,展望了热障涂层材料较有潜力的研究方向。