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超高温热阻涂层研究进展
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作者 刘冬瑞 唐兴 +3 位作者 肖杰 郭谦 何雯婷 郭洪波 《材料工程》 北大核心 2025年第1期1-14,共14页
随着航空发动机涡轮前进口燃气温度的不断提升,传统的热障涂层难以有效阻隔高温燃气产生的近红外光波段热辐射,热辐射传热可透过涂层直接加热下层金属基体,损害热端部件服役寿命。本文结合作者的实验结果,综述了新型兼顾辐射抑制能力的... 随着航空发动机涡轮前进口燃气温度的不断提升,传统的热障涂层难以有效阻隔高温燃气产生的近红外光波段热辐射,热辐射传热可透过涂层直接加热下层金属基体,损害热端部件服役寿命。本文结合作者的实验结果,综述了新型兼顾辐射抑制能力的热障涂层材料设计和结构设计,对比了传统热障涂层的近红外光学特性,深入探讨了目前用来提高涂层抑制辐射传热能力的方法。重点针对传统热障涂层YSZ在短波红外波段不能有效阻隔红外辐射热传播的问题,对提高涂层的红外反射率或红外吸收率这两类降低热障涂层红外透过率的基本途径进行了分析,并对提高涂层红外反射率和吸收率的调控手段、影响因素、内在机理及优缺点进行了系统总结。最后指出新型辐射抑制涂层在材料和结构设计以及高性能计算辅助等方面的未来发展趋势和突破方向。 展开更多
关键词 热障涂层 热阻涂层 辐射抑制 红外吸收 红外反射
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先进航空发动机高温功能涂层研究进展 被引量:2
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作者 王一丹 郭谦 +9 位作者 周琪杰 张晨宇 宋炳儒 乔娇 樊东渊 何健 何雯婷 郭洪波 宫声凯 徐惠彬 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期48-69,共22页
航空发动机是飞机的“心脏”。先进航空发动机正在向高推重比、高效率、低油耗和长寿命方向发展。以热障涂层、热/环境障复合涂层、高温隐身涂层等为代表的高温功能涂层应用于航空发动机关键热端部件,起着提升发动机服役性能、服役寿命... 航空发动机是飞机的“心脏”。先进航空发动机正在向高推重比、高效率、低油耗和长寿命方向发展。以热障涂层、热/环境障复合涂层、高温隐身涂层等为代表的高温功能涂层应用于航空发动机关键热端部件,起着提升发动机服役性能、服役寿命和安全可靠性的重要作用。本文以热障涂层、热/环境障复合涂层、高温隐身涂层等为例,系统概述了近年来国内外以及北京航空航天大学在高温功能涂层材料设计、涂层制备科学与技术、涂层性能评价表征等方面的研究进展,并展望了先进航空发动机新型高温功能涂层所面临的挑战和发展动向。未来先进高温功能涂层的研究重点将集中在多功能复合涂层、极端环境适应性和工艺适配性等方面。 展开更多
关键词 热障涂层 热/环境障复合涂层 高温隐身涂层 涂层制备技术
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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:3
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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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电子束选区熔化(SEBM)增材制造高温合金研究进展 被引量:9
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作者 彭徽 陶申 +1 位作者 陈博 郭洪波 《中国材料进展》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期252-267,274,共17页
高温合金具有优异的抗氧化、耐腐蚀等性能,被广泛应用于航空发动机热端部件。以激光、电子束等高能束流为热源的增材制造(additive manufacturing,AM)技术在制备复杂结构高温合金部件方面具有显著优势:不仅能缩短生产制造周期、降低研... 高温合金具有优异的抗氧化、耐腐蚀等性能,被广泛应用于航空发动机热端部件。以激光、电子束等高能束流为热源的增材制造(additive manufacturing,AM)技术在制备复杂结构高温合金部件方面具有显著优势:不仅能缩短生产制造周期、降低研发成本,而且能够细化合金组织,提高合金力学性能。但随着高温合金中铝、钛含量的增加,γ′相体积占比增大,合金高温力学性能提升的同时也造成其可焊性差,给增材制造该类高温合金带来挑战。与激光选区熔化(selective laser melting,SLM)技术相比,电子束选区熔化(selective electron beam melting,SEBM)技术可通过粉末床预热缓解合金凝固热应力,有利于降低增材制造时的热裂倾向。针对近年来国内外SEBM技术制备镍基高温合金、钴基高温合金等合金所涉及的工艺参数、微观组织、力学性能及应用等方面进行了综述,包括作者课题组新近的成果,并指出该领域的未来发展方向。 展开更多
关键词 增材制造 电子束选区熔化 高温合金 裂纹敏感性 组织调控
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红外探测与红外隐身材料研究进展 被引量:14
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作者 文娇 李介博 +2 位作者 孙井永 魏亮亮 郭洪波 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期66-82,共17页
红外探测与隐身技术在现代军事领域得到越来越广泛的应用。随着飞行器等武器系统性能的提升,其固有红外信号显著增强,同时,基于光电效应的第三代红外探测器探测比率、灵敏度等性能大幅提升,红外隐身技术成为提高战场生存力和战斗力的必... 红外探测与隐身技术在现代军事领域得到越来越广泛的应用。随着飞行器等武器系统性能的提升,其固有红外信号显著增强,同时,基于光电效应的第三代红外探测器探测比率、灵敏度等性能大幅提升,红外隐身技术成为提高战场生存力和战斗力的必要手段。本文从飞行器的红外辐射特征出发,分析了红外信号的分布和影响因素,归纳了以碲镉汞为代表的第三代红外探测材料的工作原理、探测性能和发展趋势,介绍了低红外发射率涂层在红外隐身领域的应用现状,综述了多元化的新兴材料的隐身机制和研究进展,并根据服役要求,展望了红外探测材料与红外隐身材料的发展前景。 展开更多
关键词 红外辐射 第三代红外探测器 红外隐身材料
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碰摩条件下TA7和TC11钛合金抗点燃性能及机理分析
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作者 石琳 贾雷停 +1 位作者 郭洪波 彭徽 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期206-214,共9页
采用钛合金碰撞摩擦点燃装置,将TC4钛合金转杆与TA7等钛合金碰摩试样进行碰撞以及持续摩擦,结合SEM等微观分析,对TA7和TC11钛合金抗点燃性能及产物进行研究,并得出了在这一特殊摩擦条件下的实验结果。研究结果表明:摩擦接触压力P_(f)和... 采用钛合金碰撞摩擦点燃装置,将TC4钛合金转杆与TA7等钛合金碰摩试样进行碰撞以及持续摩擦,结合SEM等微观分析,对TA7和TC11钛合金抗点燃性能及产物进行研究,并得出了在这一特殊摩擦条件下的实验结果。研究结果表明:摩擦接触压力P_(f)和燃烧室压力P可作为有效的实验参数评价钛合金的碰摩点燃过程;根据P_(f)-P绘制的3种钛合金临界点燃曲线均呈线性规律,抗点燃性能:TC11>TA11>TA7;对碰摩点燃后的钛合金进行微观组织分析表明,钛合金燃烧反应区包括燃烧产物区(CPZ)、氧化物区(OZ)、热影响区(HAZ)以及摩擦产物区(FPZ)共4个区域;TC11点燃后形成的多层结构Al_(2)O_(3)有利于阻止Ti、O等元素互扩散,是其具有更优异抗碰摩点燃性能的主要原因。 展开更多
关键词 钛合金 钛火 阻燃性能 阻燃机理
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