稀土掺杂热障涂层体系及其荧光效应研究现状与发展趋势 被引量：2

1

作者 刘延宽 李鑫林 王志平 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期15-31,共17页

稀土掺杂热障涂层是指将稀土元素掺杂到热障涂层(ThermalBarrierCoatings,TBCs)陶瓷面层中,不仅可以在一定程度上改善热障涂层的隔热性能和力学性能,还可以赋予其荧光特性,利用其荧光特性可以实现温度测量、热历史追踪、无损检测等方面... 稀土掺杂热障涂层是指将稀土元素掺杂到热障涂层(ThermalBarrierCoatings,TBCs)陶瓷面层中,不仅可以在一定程度上改善热障涂层的隔热性能和力学性能,还可以赋予其荧光特性,利用其荧光特性可以实现温度测量、热历史追踪、无损检测等方面的应用,从而达到寿命预测的目的。重点围绕国内外稀土荧光效应在热障涂层中的研究和发展趋势进行了系统阐述,分别介绍了稀土掺杂热障涂层的结构以及荧光效应在时间效应和强度效应上的检测原理,分析了热障涂层稀土掺杂原理及其制备工艺,讨论了稀土元素的掺杂对热障涂层热力学性能以及抗CMAS(CaO、MgO、Al_(2)O_(3)、SiO_(2))腐蚀性的影响,阐述并分析了基于稀土荧光效应的热障涂层在荧光测温、热历史传感器和无损检测等方面的研究和应用,为后续基于稀土荧光效应的热障涂层研究和应用奠定了理论基础,最后对基于稀土荧光效应的热障涂层今后需要解决的问题和发展方向进行了展望。 展开更多

关键词 热障涂层 稀土掺杂 荧光测温 热历史传感器 无损检测

在线阅读 下载PDF 职称材料

WC-17Co粉末尺寸对粒子飞行状态与涂层性能的影响分析 被引量：5

2

作者 刘延宽 王志平 丁坤英 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期76-81,共6页

目的提高碳化钨涂层的性能。方法运用Fluent软件进行超音速火焰喷涂焰流的仿真模拟,得出喷涂距离-焰流速度、喷涂距离-焰流温度曲线。采用粒子飞行监测仪对三组不同粒度（粒子平均直径分别为21.72、32.92、42.56μm）WC-17Co粉末在超音... 目的提高碳化钨涂层的性能。方法运用Fluent软件进行超音速火焰喷涂焰流的仿真模拟,得出喷涂距离-焰流速度、喷涂距离-焰流温度曲线。采用粒子飞行监测仪对三组不同粒度（粒子平均直径分别为21.72、32.92、42.56μm）WC-17Co粉末在超音速火焰喷涂过程中的飞行状态进行监测,并得出喷涂距离-速度、喷涂距离-温度曲线,揭示喷涂过程中焰流速度、温度对粒子速度和温度的影响。通过扫描电镜观察分析不同粒度WC-17Co粉末撞击镍718合金基体后的扁平化程度,测量不同粒度WC-17Co涂层的孔隙率,比较涂层致密度的差异,同时采用压痕法测量涂层的硬度。结果 WC-17Co粒子飞行速度和温度随喷涂距离的增加呈先增大后减小的趋势,且粒子飞行速度和温度随粉末粒径的增大而减小,根据粉末粒径的不同,其速度峰值在690~810 m/s之间变化,温度峰值在1890~2050℃之间变化。直径越小的粒子撞击基体后的扁平率越高,扁平率在1.94~2.35之间。WC-17Co涂层的孔隙率随粒子直径的增大而升高,涂层的硬度与孔隙率成反比,涂层努氏硬度在1072~1284HK之间。结论超音速火焰喷涂过程中,碳化钨粉末的飞行速度和温度呈先增大后减小的趋势,且飞行速度和温度与粒子直径大小成反比。碳化钨涂层的致密度与硬度随粒子直径的增大而减小。 展开更多

关键词 超音速火焰喷涂 碳化钨-17钴 焰流特性 粒子飞行状态 涂层 孔隙率 努氏硬度

在线阅读 下载PDF 职称材料

连续纤维增强热塑性预浸料制备工艺与发展趋势 被引量：11

3

作者 刘延宽 顾子琛 王志平 《中国塑料》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期172-181,共10页

总结了国内外连续纤维增强热塑性预浸料的主流浸渍及成型工艺,包括热熔法、溶液浸渍、粉末浸渍、薄膜堆叠、混编法、原位聚合等,对比了不同工艺在原料、设备、加工流程等方面的优缺点,并对热塑性预浸料成型模具的设计与应用进行了讨论;... 总结了国内外连续纤维增强热塑性预浸料的主流浸渍及成型工艺,包括热熔法、溶液浸渍、粉末浸渍、薄膜堆叠、混编法、原位聚合等,对比了不同工艺在原料、设备、加工流程等方面的优缺点,并对热塑性预浸料成型模具的设计与应用进行了讨论;同时,阐述了热塑性预浸料的发展现状,介绍了更加轻量化的浸渍技术以及包括三维连续编织技术在内的多样化的热塑性预浸料制备方式;最后,对连续纤维增强热塑性预浸料制备工艺未来的发展方向进行了分析和展望。 展开更多

关键词 预浸料 热塑性树脂 复合材料 制备工艺 纤维浸渍

在线阅读 下载PDF 职称材料

熔融温度对PPS结晶度与结晶行为的影响 被引量：4

4

作者 刘延宽 周雪霖 +1 位作者 纪朝辉 南雁飞 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期59-63,共5页

为了研究熔融温度对聚苯硫醚(PPS)结晶度与结晶行为的影响,利用差示扫描量热(DSC)仪研究了不同熔融温度制备PPS的结晶度及结晶行为的差异;利用热重(TG)分析仪研究了熔融温度对PPS成型过程中热氧交联程度的影响。结果表明,在熔融温度为30... 为了研究熔融温度对聚苯硫醚(PPS)结晶度与结晶行为的影响,利用差示扫描量热(DSC)仪研究了不同熔融温度制备PPS的结晶度及结晶行为的差异;利用热重(TG)分析仪研究了熔融温度对PPS成型过程中热氧交联程度的影响。结果表明,在熔融温度为300～360℃时,PPS的结晶度随熔融温度的升高先增大后减小,熔融温度为320℃时相对结晶度最大,最大值为44.6%,熔融温度为360℃时相对结晶度最小,最小值为23.3%;320℃时结晶峰强最大,峰宽最窄,后随熔融温度的升高结晶峰向低温方向移动,峰强减弱、峰宽增加。在300～360℃范围内,热失重率随着熔融温度的升高先平稳后下降。这是由于PPS分子活性、分子链的热氧交联反应随熔融温度的不同具有不同的表现形式,进而影响PPS的结晶度与结晶行为;随熔融温度的升高,PPS分子链热氧交联反应加剧,在高温下难以降解。通过控制熔融温度改变PPS的结晶度,制备具有性能差异的PPS材料,满足不同的工程应用需求。 展开更多

关键词 聚苯硫醚 结晶度 熔融温度 分子链 交联反应

在线阅读 下载PDF 职称材料

热处理时间对CF/PPS结晶度与力学性能的影响分析 被引量：4

5

作者 刘延宽 周雪霖 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2019年第10期102-105,共4页

采用差示扫描量热仪(DSC)研究了不同热处理时间对碳纤维增强聚苯硫醚(CF/PPS)结晶度的影响;利用动态力学分析仪(DMA)研究了不同热处理时间的CF/PPS试样的储能模量、损耗模量以及阻尼因子的变化情况。结果表明,150℃下CF/PPS试样的结晶... 采用差示扫描量热仪(DSC)研究了不同热处理时间对碳纤维增强聚苯硫醚(CF/PPS)结晶度的影响;利用动态力学分析仪(DMA)研究了不同热处理时间的CF/PPS试样的储能模量、损耗模量以及阻尼因子的变化情况。结果表明,150℃下CF/PPS试样的结晶度随热处理时间的增加(1~3 h)呈先增大后减小的趋势,相对结晶度最大值为65.3%,最小值为53.5%。这样的变化与不同热处理时间条件下PPS分子链活性以及热氧交联反应程度有关,分子链活性与交联程度会影响聚合物的晶核形成与生长,进而影响材料的结晶度;材料结晶度的升高会提高CF/PPS的储能模量,同时降低其损耗模量,且从阻尼因子图谱中可以得到不同结晶度的CF/PPS试样的玻璃化转变温度随结晶度的增大呈下降的趋势。 展开更多

关键词 碳纤维/聚苯硫醚 热处理时间 结晶度 动态力学性能

在线阅读 下载PDF 职称材料

熔融时间对聚苯硫醚(PPS)结晶度与结晶行为的影响分析 被引量：2

6

作者 刘延宽 周雪霖 纪朝辉 《塑料工业》 CAS CSCD 北大核心 2018年第1期87-90,共4页

利用差示扫描量热仪(DSC)研究了制备过程中不同熔融时间对聚苯硫醚(PPS)树脂的结晶度及结晶行为的影响;利用热失重分析仪(TGA)研究了不同熔融时间对PPS成型过程中热氧交联程度的影响。结果表明,在熔融时间为10~30 min范围内,PPS树脂的... 利用差示扫描量热仪(DSC)研究了制备过程中不同熔融时间对聚苯硫醚(PPS)树脂的结晶度及结晶行为的影响;利用热失重分析仪(TGA)研究了不同熔融时间对PPS成型过程中热氧交联程度的影响。结果表明,在熔融时间为10~30 min范围内,PPS树脂的结晶度随熔融时间的增加逐渐减小,相对结晶度最大值为54.28%,最小值为48.66%;结晶峰向低温方向移动,峰宽增加、峰强减弱。这是由于PPS分子活性、分子链的热氧交联反应随熔融时间的不同具有不同的表现形式,进而影响PPS的结晶度与结晶行为;PPS树脂的热失重率随熔融时间的增加而减小,失重率最大值为51.88%,最小值为49.07%。这是由于PPS在空气中随着熔融时间的增加,链增长与交联反应程度加剧,使其难以在高温下发生热降解。 展开更多

关键词 聚苯硫醚 结晶度 熔融时间 交联反应 热失重分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

热障涂层失效机理、改进方法及未来发展方向 被引量：11

7

作者 王志平 费宇杰 刘延宽 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第7期126-137,共12页

热障涂层(Thermal Barrier Coatings, TBCs)是用于航空发动机及燃气轮机的一种高效功能性隔热涂层,常用材料为氧化钇(质量分数6%~8%)部分稳定氧化锆(YSZ)。首先,从TGO生长、高温烧结、CMAS腐蚀、盐雾腐蚀和热膨胀失配等方面介绍了YSZ的... 热障涂层(Thermal Barrier Coatings, TBCs)是用于航空发动机及燃气轮机的一种高效功能性隔热涂层,常用材料为氧化钇(质量分数6%~8%)部分稳定氧化锆(YSZ)。首先,从TGO生长、高温烧结、CMAS腐蚀、盐雾腐蚀和热膨胀失配等方面介绍了YSZ的失效机理,以上因素会从不同程度上造成涂层分层、开裂乃至失效。其次,介绍了通过控制界面反应速度和元素扩散速度,改变涂层化学成分及结构等方法,改善YSZ性能。为适应下一代超高温热障涂层的发展要求,近年来,国内外针对制备工艺的改善和新材料性能进行了研究。通过调控等离子物理气相沉积的喷距,能得到不同微观结构的热障涂层,运用纳米粉体再造粒技术,能制备出抗热震性能、耐磨抗腐蚀性、韧性以及可加工性更为优异的纳米结构涂层。ABO_(3)型钙钛矿结构钡盐、钽酸盐、石榴石结构稀土铝酸盐、磁铅石结构稀土铝酸盐、独居石结构稀土磷酸盐等新型陶瓷层材料的研究是一大热点。与传统YSZ相比,新陶瓷层材料有优异的高温相稳定性、高热膨胀系数、高热导率等性能,但存在断裂韧性低、组分复杂等缺点。最后,为热障涂层未来研究指出了方向,并展望了其面临的挑战。 展开更多

关键词 热障涂层 陶瓷材料 航空发动机 超高温

在线阅读 下载PDF 职称材料

热障涂层演变、失效理论及模型建立研究进展 被引量：3

8

作者 王志平 战金滢 +1 位作者 刘延宽 王璐璐 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第9期39-62,共24页

目的热障涂层(Thermal Barrier Coatings,TBCs)是用于保护热端部件的功能性涂层,但在复杂工况的影响下易于呈现提前破坏和过早失效的特点。以应用最广泛的钇稳定氧化锆(YSZ)双层热障涂层系统为例,阐述其服役过程中的结构和性能演变,分... 目的热障涂层(Thermal Barrier Coatings,TBCs)是用于保护热端部件的功能性涂层,但在复杂工况的影响下易于呈现提前破坏和过早失效的特点。以应用最广泛的钇稳定氧化锆(YSZ)双层热障涂层系统为例,阐述其服役过程中的结构和性能演变,分析失效机理,总结寿命预测模型并介绍相关模拟技术。方法分别对经历不同条件高温氧化实验后的热障涂层开展元素渗透引起的界面微观结构变化、随反应进行发生的界面宏观结构变化以及高温引起的涂层本征性能变化分析,并且基于多种热力学实验结论和断裂力学、损伤力学等理论,结合有限元模拟手段,研究涂层内部结构变化过程,选用不同种类的标准有限元模型,建立条件选择方法以及典型的动态模拟扩展技术,观察裂纹导致涂层断裂等过程。结果总结了目前常用的唯象寿命模型、断裂力学模型和损伤力学模型等失效寿命理论模型,提出相关失效评价方法。结论随着航空发动机效率的不断提高,热障涂层必须面对更高的进气温度和更严峻、更复杂的工况,需要进一步丰富失效理论、完善失效寿命模型、仿真手段和相应数据库,同时其在开发新材料、新结构、新工艺、涂层组织纳米化等方面也有很大的研究和发展空间。 展开更多

关键词 热障涂层 结构演变 性能演变 失效理论 寿命预测 有限元分析

在线阅读 下载PDF 职称材料

热处理对PPS结晶度的影响分析 被引量：4

9

作者 纪朝辉 周雪霖 刘延宽 《工程塑料应用》 CAS CSCD 北大核心 2017年第12期55-58,共4页

利用差示扫描量热仪研究了不同温度热处理对聚苯硫醚(PPS)树脂的结晶度影响。结果表明,在玻璃化转变温度与熔融温度之间,PPS树脂的结晶度随热处理温度的升高呈先增大、后稳定、再减小的趋势,相对结晶度最大值为65.36%,最小值为46.14%。... 利用差示扫描量热仪研究了不同温度热处理对聚苯硫醚(PPS)树脂的结晶度影响。结果表明,在玻璃化转变温度与熔融温度之间,PPS树脂的结晶度随热处理温度的升高呈先增大、后稳定、再减小的趋势,相对结晶度最大值为65.36%,最小值为46.14%。这是由于PPS分子活性、分子链的热氧交联反应随热处理温度的不同具有不同的表现形式,这些因素会直接影响PPS聚合物的晶核形成和晶体生长,进而影响PPS的结晶度。 展开更多

关键词 聚苯硫醚 结晶度 热处理 交联反应

在线阅读 下载PDF 职称材料

热障涂层在飞机APU中的应用、失效形式与维护方法 被引量：2

10

作者 王璐璐 刘延宽 +2 位作者 王志平 许婧 费宇杰 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期170-179,203,共11页

飞机辅助动力装置(Auxiliary Power Unit,APU)是当前主流民用飞机上必不可少的部件,而热障涂层在APU中的应用能够减少发动机油耗、提升效率、延长热端部件的使用寿命。首先概述了飞机辅助动力装置的结构和工作原理,以及热障涂层的材料... 飞机辅助动力装置(Auxiliary Power Unit,APU)是当前主流民用飞机上必不可少的部件,而热障涂层在APU中的应用能够减少发动机油耗、提升效率、延长热端部件的使用寿命。首先概述了飞机辅助动力装置的结构和工作原理,以及热障涂层的材料及结构体系。其次归纳了飞机APU常见热端部件中热障涂层的制备技术及应用特点,主要对大气等离子(Air Plasma Spraying,APS)和电子束物理气相沉积(Electron–Beam Physical Vapor Deposition,EB–PVD)等2种热障涂层进行了论述。在此基础上,重点综述了热障涂层在民用飞机APU中的典型失效形式,包括高温氧化失效、烧结失效、CMAS腐蚀、颗粒物冲击等,同时结合热障涂层热生长氧化物(Thermally Grown Oxide,TGO)生长、应变能释放、蠕变与疲劳、颗粒物沉积、外来物损伤等行为,对以上失效形式的失效机理进行了重点论述;分别从微观结构观察、断裂力学参数计算、有限元建模等方面详细阐述了飞机APU热障涂层的失效分析手段与方法。最后结合航空公司的实际运营情况对提升APU使用寿命和系统可靠性给出了基于热障涂层的维护建议和预防措施。 展开更多

关键词 辅助动力装置 热端部件 热障涂层 失效分析 维护方法

在线阅读 下载PDF 职称材料

热障涂层荧光测温法的现状与发展研究 被引量：3

11

作者 王志平 许婧 刘延宽 《热加工工艺》 北大核心 2021年第22期6-13,共8页

近年来,航空发动机热障涂层荧光温度测量法实现了快速发展,该技术克服了传统测温检测方式的弊端,并具有可远程实时监控温度状态,能应用于高速旋转的高温发动机环境,是目前热障涂层相关研究的重点之一。以荧光测温为核心,关注其在发动机... 近年来,航空发动机热障涂层荧光温度测量法实现了快速发展,该技术克服了传统测温检测方式的弊端,并具有可远程实时监控温度状态,能应用于高速旋转的高温发动机环境,是目前热障涂层相关研究的重点之一。以荧光测温为核心,关注其在发动机热障涂层中的应用特点,对近年航空发动机热障涂层荧光温度测量技术的发展进行总结。 展开更多

关键词 热障涂层 稀土元素 远程测温 热像磷光体

在线阅读 下载PDF 职称材料