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PS-PVD YSZ/GZO复合涂层制备工艺优化
1
作者 李新慧 何箐 +3 位作者 王世兴 由晓明 邹晗 赵乾 《中国表面工程》 北大核心 2025年第4期266-279,共14页
目前等离子物理气相沉积(PS-PVD)技术为制备高隔热、长寿命柱状结构热障涂层提供了巨大潜力,但PS-PVD工艺参数较多、工艺复杂,且各参数之间存在交互作用,导致涂层微结构及性能存在明显差异。为探究PS-PVD工艺参数对涂层微结构及性能影... 目前等离子物理气相沉积(PS-PVD)技术为制备高隔热、长寿命柱状结构热障涂层提供了巨大潜力,但PS-PVD工艺参数较多、工艺复杂,且各参数之间存在交互作用,导致涂层微结构及性能存在明显差异。为探究PS-PVD工艺参数对涂层微结构及性能影响的交互作用规律,采用田口试验方法(Taguchi method),以喷涂电流、喷涂步进和送粉速率等工艺参数为影响因子,以涂层微结构特征、燃气热冲击寿命等为响应值,分析各响应值均值的主效应图、方差以及交互作用。研究结果表明,在其他参数一定的情况下,对YSZ/GZO涂层寿命影响的显著性依次是喷涂步进>喷涂电流>送粉速率,这种情况下优选的工艺参数依次为喷涂步进200 mm,喷涂电流2200 A,送粉速率10 g/min,1350℃燃气热冲击寿命可达3062次。通过田口试验方法系统研究各工艺参数之间的交互作用以及对涂层微结构和燃气热冲击寿命的影响规律,有效提高试验数据的准确性、可靠性,降低研发成本及试验周期,制备出高性能、长寿命PS-PVD YSZ/GZO复合涂层,掌握了该复合涂层微结构调控及可控制备方法。 展开更多
关键词 等离子物理气相沉积 热障涂层 田口试验 热冲击寿命 交互作用
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富燃燃气热物性对平板热冲击疲劳影响的数值研究
2
作者 凌若泓 隋秀明 +3 位作者 雒伟伟 浦健 赵巍 赵庆军 《航空制造技术》 北大核心 2025年第20期135-147,161,共14页
针对富燃燃气环境下涡轮导叶严峻的热疲劳问题,依据其实际工作条件,建立均质平板拟静态热弹性耦合模型,通过Laplace变换和留数定理,得到燃气热物性对热冲击过程平板温升特性、应力及寿命变化的作用规律,所得结果与涡轮导叶三维热流耦合... 针对富燃燃气环境下涡轮导叶严峻的热疲劳问题,依据其实际工作条件,建立均质平板拟静态热弹性耦合模型,通过Laplace变换和留数定理,得到燃气热物性对热冲击过程平板温升特性、应力及寿命变化的作用规律,所得结果与涡轮导叶三维热流耦合计算结果吻合较好。结果表明,富燃燃气主要组分为高比定压热容和高热导率的氢气,使其对流换热系数显著提升,因此在热冲击过程中,富燃环境下平板表面热流量、温升速率和平衡温度升高,平板内部温度梯度增大;因高温、大温度梯度富燃燃气环境,平板各点峰值热应力提升80%,寿命缩短32%。热冲击过程中,平板热应力呈现先迅速升高至峰值、随后逐渐减小的变化规律,其中平板峰值热应力主要由燃气热物性决定,峰值后热应力主要受冷气温度影响。另外,燃气热物性对平板峰值热应力和寿命的影响,随平板厚度增加而减小。 展开更多
关键词 燃气热物性 热冲击 流体温差 厚度 寿命
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气冷堆过热器管板在热冲击循环载荷下的蠕变疲劳损伤
3
作者 魏乾永 王骁晓 +1 位作者 陈浩峰 彭恒 《机械工程材料》 北大核心 2025年第10期111-118,共8页
以800H奥氏体合金制成的气冷堆蒸汽过热器管板为研究对象,基于R5规程2/3分卷的弹性应力分析简化方法,结合有限元模拟,估算管板在经历冷热流体冲击后的稳态循环应力与应变,开展了蠕变-疲劳损伤分析,研究了循环载荷对管板关键位置失效行... 以800H奥氏体合金制成的气冷堆蒸汽过热器管板为研究对象,基于R5规程2/3分卷的弹性应力分析简化方法,结合有限元模拟,估算管板在经历冷热流体冲击后的稳态循环应力与应变,开展了蠕变-疲劳损伤分析,研究了循环载荷对管板关键位置失效行为的影响,预测了蠕变-疲劳寿命。结果表明:经历稳态保载→冷流体冲击→稳态保载→热流体冲击的单次循环过程后,管板危险点出现于管板与管箱壳壁连接处,蠕变损伤是导致管板失效的主导因素,其累积速率远高于疲劳损伤。流体冲击通过热应力的剧烈波动显著影响关键部位的应力应变响应,从而决定了蠕变-疲劳损伤的演变路径与累积效率,影响管板结构的服役寿命;在小范围温度波动工况中,冷流体冲击在直接加剧疲劳损伤的同时协同加剧蠕变损伤,强化了蠕变-疲劳交互作用,加速了结构失效;热流体冲击有利于降低塑性变形,同时抑制蠕变损伤累积,对结构的寿命影响更小。冷流体冲击的危险性显著高于热流体冲击,在需调节温度的小幅温变环境中,应优先采用热流体冲击工况。 展开更多
关键词 R5规程 热冲击 过热器管板 蠕变疲劳 寿命预测
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热障涂层热震失效寿命定量计算的研究 被引量：3
4
作者 王引真 孙永兴 +2 位作者 鄢君辉 郑修麟 阎国超 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1999年第1期138-142,共5页
研究了热障涂层的热震失效，认为涂层热震失效的本质为应力疲劳失效．建立了涂层热震失效寿命理论计算公式，并用实验结果对公式进行了验证，证明公式能很好地拟合实验结果．提出了评价涂层抗热震性能的指标-临界热震温差范围△Tc．该... 研究了热障涂层的热震失效，认为涂层热震失效的本质为应力疲劳失效．建立了涂层热震失效寿命理论计算公式，并用实验结果对公式进行了验证，证明公式能很好地拟合实验结果．提出了评价涂层抗热震性能的指标-临界热震温差范围△Tc．该工作为估算涂层寿命及减少实验工作量提供了理论依据． 展开更多
关键词 热障涂层 热应力 热震失效寿命 热喷涂 陶瓷涂层
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KR脱硫搅拌头用耐火浇注料的研制与应用 被引量：5
5
作者 欧阳德刚 胡清明 +3 位作者 罗安智 刘守堂 李具中 李明晖 《耐火材料》 CAS 北大核心 2008年第4期285-287,共3页
根据搅拌头破损的原因,选择普通电熔莫来石、高铝熟料为主要原料,Al-80水泥、α-A l2O3微粉、SiO2微粉为复合结合剂,耐热钢纤维为增强材料,确定骨料由8～5、5～3、3～1、≤1 mm四个级配组成。根据与现场使用的浇注料进行1 200℃水冷热... 根据搅拌头破损的原因,选择普通电熔莫来石、高铝熟料为主要原料,Al-80水泥、α-A l2O3微粉、SiO2微粉为复合结合剂,耐热钢纤维为增强材料,确定骨料由8～5、5～3、3～1、≤1 mm四个级配组成。根据与现场使用的浇注料进行1 200℃水冷热震对比试验的结果进行配方优选,对优选后的浇注料进行相关理化性能检测和1 450℃3 h烧后试样的岩相分析,并进行了工业试验。结果表明：研制的搅拌头用浇注料的抗热震性优良,适合在热震苛刻的条件下使用;搅拌头平均使用寿命〉730次,每年搅拌头消耗量下降40%,每年减少搅拌头更换与维护非作业时间约550 h,提高产能6%。 展开更多
关键词 KR搅拌头 浇注料 抗热震性 使用寿命
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极限温度下CBGA焊点热冲击疲劳寿命预测 被引量：19
6
作者 田茹玉 王晨曦 +1 位作者 田艳红 赵利有 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第10期93-97,共5页
深空探测的环境多为极低温大温变环境,研究电子器件在此极限条件下的可靠性具有重要意义.采用多线性等向强化(MISO)本构模型描述Sn63Pb37和Sn96.5Ag3.0Cu0.5(SAC305)焊料的力学本构行为,分析陶瓷球栅阵列(ceramic ball grid array,CBGA... 深空探测的环境多为极低温大温变环境,研究电子器件在此极限条件下的可靠性具有重要意义.采用多线性等向强化(MISO)本构模型描述Sn63Pb37和Sn96.5Ag3.0Cu0.5(SAC305)焊料的力学本构行为,分析陶瓷球栅阵列(ceramic ball grid array,CBGA)焊点阵列在极限温度(-180^+150℃)热冲击载荷下的应力应变分布情况,最后根据基于能量的Darveaux疲劳模型预测CBGA焊点的热冲击疲劳寿命.结果表明,局部热失配导致应力最大点出现在边角焊点陶瓷载体一侧的焊盘与钎料界面,极限温度热冲击载荷下焊点的疲劳寿命远低于标准温度循环载荷下的疲劳寿命. 展开更多
关键词 陶瓷球栅阵列 极限温度 热冲击 疲劳寿命 有限元
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短时高温胁迫对斑痣悬茧蜂发育指标的影响 被引量：10
7
作者 孟倩 孟玲 李保平 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2838-2843,共6页
全球气候变化不仅包括平均气温上升,而且诸如热浪的极端天气事件出现的频率和程度也增大。寄生蜂虽在寄主体内完成生长发育,也会受到极端气温的影响。为探究短时高温对寄生性天敌斑痣悬茧蜂(Meteorus pulchricornis)幼虫发育表现的影响... 全球气候变化不仅包括平均气温上升,而且诸如热浪的极端天气事件出现的频率和程度也增大。寄生蜂虽在寄主体内完成生长发育,也会受到极端气温的影响。为探究短时高温对寄生性天敌斑痣悬茧蜂(Meteorus pulchricornis)幼虫发育表现的影响,以斜纹夜蛾(Spodoptera litura)幼虫为寄主,分别对1—6日龄子代蜂进行39℃、持续4h的高温胁迫处理,以发育全程进行适温(昼29℃、夜26℃)处理为对照,观察子代存活、发育历期、羽化和成虫寿命等发育指标。高温胁迫处理1日和5日龄子代蜂幼虫使幼虫存活率下降,与对照相比分别降低36.1%和28.6%;高温胁迫可延长子代蜂幼虫发育历期,与对照相比,高温处理2、3、5日和6日龄子代蜂幼虫使幼虫发育历期分别延长了5.0%,5.2%,7.0%和12.1%;高温胁迫处理5、6日龄子代蜂幼虫使羽化出的成虫体型(用后足胫节长度表示)比对照分别减小1.8%和2.6%。高温胁迫处理对子代蜂蛹发育历期、羽化率以及成虫寿命等均没有显著影响。研究结果说明,短时高温胁迫对斑痣悬茧蜂高龄幼虫的负面影响比对低龄幼虫大。 展开更多
关键词 温度适应 热激 温度 生活史特征 寄生蜂
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温度冲击下多器件组装PCB板热应力及寿命分析 被引量：7
8
作者 梁东成 陈东东 +4 位作者 张欣 秦俊虎 卢红波 严继康 易健宏 《有色金属工程》 CAS 北大核心 2022年第2期14-23,共10页
微电子封装元器件在恶劣环境或特定条件下持续稳定工作的能力(可靠性)受到了越来越多的关注,对可靠性提出了更高的要求。基于ANSYS有限元平台研究了多器件组装PCB(印制电路板)在温度冲击下不同元器件服役状态,对不同尺寸元器件焊点进行... 微电子封装元器件在恶劣环境或特定条件下持续稳定工作的能力(可靠性)受到了越来越多的关注,对可靠性提出了更高的要求。基于ANSYS有限元平台研究了多器件组装PCB(印制电路板)在温度冲击下不同元器件服役状态,对不同尺寸元器件焊点进行建模,通过网格划分,加载温度载荷曲线,分析在回流焊、温度冲击下残余应力、应变分布情况,并通过Coffin-Masson寿命公式预测了SAC3807钎料在温度冲击下的疲劳寿命。结果表明,PBGA(塑料焊球阵列封装)在温度冲击载荷下,边角最外侧焊点应力值最高,主要是由于高升降温速率下热应力集中。对于QFP(方型扁平式封装)与SOP(小外形封装)形式,钎料与引脚连接处最易发生裂纹萌生,且在引脚间距相同情况下,多引脚封装具有更高可靠性。多器件组装PCB板焊点在温度热冲击载荷下焊点的疲劳寿命低于温度热循环载荷下的疲劳寿命。 展开更多
关键词 多器件组装 温度冲击 热应力 寿命分析
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FCBGA器件SnAgCu焊点的热冲击可靠性分析 被引量：13
9
作者 姜楠 张亮 +2 位作者 刘志权 熊明月 龙伟民 《焊接学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期39-42,I0002,共5页
采用有限元法和Garofalo-Arrheninus稳态本构方程,在热冲击条件下对倒装芯片球栅阵列封装(FCBGA)器件SnAgCu焊点的可靠性进行分析.结果表明,Sn3.9Ag0.6Cu焊点的可靠性相对较高.通过分析SnAgCu焊点的力学本构行为,发现焊点应力的最大值... 采用有限元法和Garofalo-Arrheninus稳态本构方程,在热冲击条件下对倒装芯片球栅阵列封装(FCBGA)器件SnAgCu焊点的可靠性进行分析.结果表明,Sn3.9Ag0.6Cu焊点的可靠性相对较高.通过分析SnAgCu焊点的力学本构行为,发现焊点应力的最大值出现在焊点与芯片接触的阵列拐角处.随着时间的推移,SnAgCu焊点的应力呈周期性变化.Sn3.9Ag0.6Cu的焊点应力和蠕变最小,Sn3.8Ag0.7Cu焊点应力和蠕变次之,Sn3.0Ag0.5Cu焊点应力和蠕变最大,与实际的FCBGA器件试验结果一致.基于蠕变应变疲劳寿命预测方程预测三种SnAgCu焊点的疲劳寿命,发现Sn3.9Ag0.6Cu焊点的疲劳寿命比Sn3.0Ag0.5Cu和Sn3.8Ag0.7Cu焊点的疲劳寿命高. 展开更多
关键词 有限元法 热冲击 焊点 可靠性 疲劳寿命
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氧化锆粉末材料对等离子喷涂热障涂层性能影响的研究 被引量：1
10
作者 郭云珊 高栋 王亚文 《热加工工艺》 北大核心 2024年第22期46-50,共5页
采用等离子喷涂工艺在GH5188基体材料上制备热障涂层,粘结底层为NiCrAlY,面层分别采用两种不同成分的氧化钇稳定氧化锆陶瓷粉末喷涂而成。通过两种热障涂层的显微组织、热冲击性能和热循环性能测试,对两种涂层的综合性能进行对比。结果... 采用等离子喷涂工艺在GH5188基体材料上制备热障涂层,粘结底层为NiCrAlY,面层分别采用两种不同成分的氧化钇稳定氧化锆陶瓷粉末喷涂而成。通过两种热障涂层的显微组织、热冲击性能和热循环性能测试,对两种涂层的综合性能进行对比。结果表明,采用等离子喷涂工艺制备8YSZ陶瓷面层,粉末形态和粒径尺寸是影响涂层显微组织的重要因素;陶瓷面层中孔隙的存在会增加涂层的应变容限,在一定程度上提高涂层的热冲击寿命;面层陶瓷粉末的杂质含量会影响热障涂层热生长层(TGO)的完整性,进而影响热障涂层的热循环寿命。 展开更多
关键词 等离子喷涂 热障涂层 应变容限 热循环寿命 热冲击寿命
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