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Corrosion behavior and failure mechanism of SiC whisker and c-AlPO_(4) particle-modified novel tri-layer Yb_(2)Si_(2)O_(7)/mullite/SiC coating in burner rig tests 被引量:3
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作者 Pengju CHEN Peng XIAO +1 位作者 Xian TANG Yang LI 《Journal of Advanced Ceramics》 SCIE EI CAS CSCD 2022年第12期1901-1917,共17页
The corrosion behavior of environmental barrier coatings(EBCs)directly affects the service life and stability of ceramic matrix composite(CMC)structural parts in the aero-engines.The silicon carbide(SiC)whisker toughe... The corrosion behavior of environmental barrier coatings(EBCs)directly affects the service life and stability of ceramic matrix composite(CMC)structural parts in the aero-engines.The silicon carbide(SiC)whisker toughening phase and c-AlPO_(4) bonding phase are firstly used to improve the service life of novel tri-layer Yb_(2)Si_(2)O_(7)/mullite/SiC EBCs in the burner rig test.The formation of penetrating cracks in Yb_(2)Si_(2)O_(7)/mullite/SiC coating caused the failure of coating at 1673 K.The SiC whiskers in mullite middle coating significantly inhibited the formation of penetrating cracks in Yb_(2)Si_(2)O_(7)/mullite/SiC coating,and efficiently prevented the oxidation of carbon fiber reinforced silicon carbide(C_(f)/SiC)samples for 360-min thermal cycles(24 times)with a weight loss of 6.19×10^(−3) g·cm^(−2).Although c-AlPO_(4) particles further improved the service life of SiC_(w)-mullite(SM)coating,the overflow of PO_(x) gas aggravated the formation and expansion of cracks in the Yb_(2)Si_(2)O_(7) outer coating,and caused the service life of overall Yb_(2)Si_(2)O_(7)/c-AlPO_(4)-SiC_(w)-mullite(ASM)/SiC coating to be slightly lower than that of Yb_(2)Si_(2)O_(7)/SM/SiC coating.This study guides the design of modified tri-layer EBCs with long service life in high-temperature and high-speed gas environment. 展开更多
关键词 Yb_(2)Si_(2)O_(7) MULLITE tri-layer sol-gel burner rig test
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低压等离子喷涂NiCoCrAIYTa涂层的抗燃气热冲击性能研究 被引量:2
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作者 赵宇 毛熙烨 +7 位作者 吕伯文 邓朝阳 董东东 李创生 毛杰 邓春明 邓畅光 刘敏 《材料研究与应用》 CAS 2024年第1期123-132,共10页
为了保障涡轮叶片材料的抗高温氧化与耐热腐蚀性能,采用低压等离子喷涂技术在航空发动机涡轮叶片试验件上成功制备了NiCoCrAlYTa涂层。通过对不同粉末制备的NiCoCrAlYTa涂层进行1000℃/75 h燃气热冲击试验,研究了带涂层叶片尺寸、涂层... 为了保障涡轮叶片材料的抗高温氧化与耐热腐蚀性能,采用低压等离子喷涂技术在航空发动机涡轮叶片试验件上成功制备了NiCoCrAlYTa涂层。通过对不同粉末制备的NiCoCrAlYTa涂层进行1000℃/75 h燃气热冲击试验,研究了带涂层叶片尺寸、涂层表面形貌、相组成和显微组织、涂层厚度和均匀性等性能参数的变化。结果表明:热冲击试验后,不同涂层叶片的整体尺寸未发生显著变化,表明涂层在高温环境下具有稳定的尺寸;涂层表面形成了Al_(2)O_(3)膜和NiAl_(2)O_(4)尖晶石,保留了较好的结构完整度,这有助于提高涂层的耐腐蚀性能;涂层的物相组成主要包括γ-Ni、γ’-Ni_(3)Al和少量的β-NiAl,形成了贫Al区、互扩散区、二次反应区等典型微区结构,析出的TCP相为R相,表明在热冲击过程中涂层发生了相变;不同粉末制备的NiCoCrAlYTa涂层均表现出了良好的抗热冲击性能,为航空发动机涡轮叶片的高温应用提供了可行的涂层方案。 展开更多
关键词 低压等离子喷涂 NICOCRALYTA涂层 燃气热冲击 抗热冲击性能 抗氧化性能 叶片尺寸 涂层厚度 互扩散
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燃气轮机三头部燃烧室试验台全压燃烧试验研究
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作者 唐健 田寅申 张津 《热力透平》 2024年第2期84-88,共5页
针对适用于环形燃烧室的燃烧器,其自主研发能力是燃气轮机企业竞争力的基础,也是国家能源动力装备实力的体现,需要投入力量进行提升。搭建了适用于小F级燃气轮机燃烧器试验的三头部全温全压燃烧试验台,在与实际机组运行工况一致的条件... 针对适用于环形燃烧室的燃烧器,其自主研发能力是燃气轮机企业竞争力的基础,也是国家能源动力装备实力的体现,需要投入力量进行提升。搭建了适用于小F级燃气轮机燃烧器试验的三头部全温全压燃烧试验台,在与实际机组运行工况一致的条件下对环形燃烧器进行了全温全压燃烧试验。试验所得数据可以客观反映燃烧器实际工作状态的NO_X排放性能,同时结果复现性良好。并通过对比试验验证了一项升级方案,升级后的燃烧器可以减少NO_X排放量,且降幅明显。研究成果可为燃烧器性能验证与新燃烧器研发提供支持,并为升级后的燃烧器投入商业应用提供参考。 展开更多
关键词 燃气轮机 燃烧器 三头部试验台 全压燃烧试验
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电子束物理气相沉积叶片热障涂层工艺稳定性提升技术研究 被引量:2
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作者 滕晓丹 彭徽 +2 位作者 李刘合 郭洪波 宫声凯 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2023年第1期40-45,52,共7页
电子束物理气相沉积(EB-PVD)是航空发动机涡轮叶片涂层的先进制备技术。EB-PVD的工艺稳定性对于叶片涂层质量及批产一致性至关重要。本研究针对我国先进航空发动机对高性能热障涂层的应用需求,研制出了EB-PVD自动蒸发沉积技术和叶片多... 电子束物理气相沉积(EB-PVD)是航空发动机涡轮叶片涂层的先进制备技术。EB-PVD的工艺稳定性对于叶片涂层质量及批产一致性至关重要。本研究针对我国先进航空发动机对高性能热障涂层的应用需求,研制出了EB-PVD自动蒸发沉积技术和叶片多自由度涂层沉积技术。工艺验证和性能测试结果表明,所研制的自动蒸发沉积技术可使涂层过程靶材消耗均匀稳定,涂层质量良好;双坩埚结构配置可进一步满足新一代超高温双层结构热障涂层工艺需求。所研制的多自由度沉积技术有助于提升叶片涂层厚度均匀性,改善缘板涂层质量,实现涂层厚度和微观组织的精确调控。利用上述工艺制备的涂层试片抗燃气热冲击性能优异,模拟叶片缘板位置涂层寿命与模拟叶身位置涂层寿命相近。 展开更多
关键词 电子束物理气相沉积 热障涂层 工艺稳定性 微观组织 厚度均匀性 燃气热冲击
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燃油、燃气燃烧器试验台的设计 被引量:2
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作者 余德祖 《工业锅炉》 2004年第5期27-31,共5页
文章通过对燃油、气燃烧器的运行特点、燃烧特性和安全特性的分析,叙述了燃油、气燃烧器试验台的设计思路、设计过程以及燃烧器试验台的测试内容。
关键词 燃烧器 燃烧特性 试验台
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高熵稀土单硅酸盐环境障涂层局域结构的原子对分布函数解析
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作者 王浩宇 吕熙睿 +4 位作者 陈琦 熊瑛 罗志新 张洁 王京阳 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期1130-1140,共11页
调控稀土单硅酸盐(RE_(2)SiO_(5))环境障涂层热膨胀系数,优化其与碳化硅纤维增强碳化硅(SiC_(f)/SiC)陶瓷基复合材料基体热膨胀系数匹配性,是其应用于高推比航空发动机的关键。本工作基于RE_(2)SiO_(5)/Yb_(2)Si_(2)O_(7)/Si三层结构涂... 调控稀土单硅酸盐(RE_(2)SiO_(5))环境障涂层热膨胀系数,优化其与碳化硅纤维增强碳化硅(SiC_(f)/SiC)陶瓷基复合材料基体热膨胀系数匹配性,是其应用于高推比航空发动机的关键。本工作基于RE_(2)SiO_(5)/Yb_(2)Si_(2)O_(7)/Si三层结构涂层体系,对比研究了采用与基体热膨胀系数匹配优的(Y_(1/4)Ho_(1/4)Er_(1/4)Yb_(1/4))_(2)SiO_(5)面层与典型Yb_(2)SiO_(5)面层涂层体系的抗热冲击性能,发现Yb_(2)SiO_(5)面层热膨胀系数偏大造成的应力累积,是导致三层结构涂层失效的主要原因。依据中子衍射数据,分析中子对分布函数,对2种单硅酸盐局域结构特征进行解析。结果表明,高熵稀土单硅酸盐中多种稀土元素协同作用,降低了[ORE_(4)]四面体畸变程度,表现为热膨胀系数减小。提出通过合理选择稀土元素组合,扰动[ORE_(4)]局域结构畸变,有望实现稀土单硅酸盐热膨胀系数的定向调控。 展开更多
关键词 中子衍射 原子对分布函数 稀土硅酸盐 环境障涂层 燃气热冲击
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燃气轮机涡轮零部件及材料热腐蚀行为与评价方法研究 被引量:9
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作者 王理 刘春阳 +1 位作者 韩振宇 佟文伟 《中国腐蚀与防护学报》 CAS CSCD 北大核心 2011年第5期399-403,共5页
对金属材料的热腐蚀机理及危害进行了探讨。在对不同热腐蚀评价方法对比分析的基础上,以某发动机涡轮工作叶片和导向叶片及其所用材料为研究对象,采用燃气热腐蚀试验方法,开展涡轮零部件及材料抗热腐蚀能力评价方法的研究。结果表明,该... 对金属材料的热腐蚀机理及危害进行了探讨。在对不同热腐蚀评价方法对比分析的基础上,以某发动机涡轮工作叶片和导向叶片及其所用材料为研究对象,采用燃气热腐蚀试验方法,开展涡轮零部件及材料抗热腐蚀能力评价方法的研究。结果表明,该方法是最为接近海洋环境下涡轮零部件实际工作状态的实验室评价方法,适合于评价涡轮零部件及材料的抗热腐蚀性能,能为改进涡轮零部件的防腐设计和防腐加工工艺提供较为客观、准确的试验评价依据。 展开更多
关键词 燃气热腐蚀试验 涡轮零部件 海洋环境 热腐蚀
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Low-cycle fatigue behavior of a directionally solidified Ni-based superalloy subjected to gas hot corrosion pre-exposure 被引量:6
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作者 Hong-Yu Qi Ji-Shen Yang +1 位作者 Xiao-Guang Yang Shao-Lin Li 《Rare Metals》 SCIE EI CAS CSCD 2019年第3期227-232,共6页
The influence of gas high-temperature hot corrosion(HTHC) pre-exposure on low-cycle fatigue(LCF)behavior was characterized for the directionally solidified(DS) Ni-based superalloy DZ125. Fatigue tests were carried out... The influence of gas high-temperature hot corrosion(HTHC) pre-exposure on low-cycle fatigue(LCF)behavior was characterized for the directionally solidified(DS) Ni-based superalloy DZ125. Fatigue tests were carried out at 850 ℃ in the pre-exposed and unexposed specimens for 2, 15 and 25 h. Experimental results show that the porous corrosion scale and γ′-depleted layer formed in gas hot corrosion condition alter the crack initiation mechanisms of the superalloy. Fatigue cracks of the pre-exposed specimens originate from multiple surface locations where spalling of the corrosion products occur,while nucleation of unexposed specimen begins in the defects close to the surface. There is a significant reduction in LCF behavior for pre-exposed specimens in comparison with unexposed specimens. 展开更多
关键词 Low-cycle fatigue Hot corrosion PREEXPOSURE burner rig NI-BASED SUPERALLOY
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