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热障涂层残余应力的拉曼光谱测量及数值分析
  • ISSN号:1000-6893
  • 期刊名称:《航空学报》
  • 时间:0
  • 分类:V254.2[一般工业技术—材料科学与工程;航空宇航科学与技术—航空宇航制造工程;航空宇航科学技术] TG172.6[金属学及工艺—金属表面处理;金属学及工艺—金属学]
  • 作者机构:[1]中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室,天津300300
  • 相关基金:国家自然科学基金(60879018)~~
中文摘要:

为了研究航空发动机热障涂层(TBCs)制备过程中残余应力的分布问题,采用大气等离子喷涂技术(APS)在镍基高温合金GH99上制备了热障涂层(CoCrAlY粘结层和ZrO2陶瓷面层),对热障涂层进行了100~3 500cm-1激光拉曼光谱扫描,并采用有限元方法计算了与之对应的热障涂层有限元模型应力分布。分析了涂层系统内部轴向残余应力的分布情况并对比分析了激光拉曼光谱频移及有限元计算结果。激光拉曼分析结果表明:轴向陶瓷层内部呈现压应力,在陶瓷层/粘结层界面处应力达到最大值14.8MPa,粘结层内呈现拉应力;数值分析应力变化趋势与激光拉曼测试分析结果相吻合。

英文摘要:

Residual stress of thermal barrier coatings(TBCs) is investigated by experiment and numerical method.Thermal barrier coatings,which consist of CoCrAlY bond coating(BC) and ZrO2 thermat ceramic coating(TCC) are fabricated on the GH99 superalloy by air plasma spray(APS).Meanwhile,residual stress in TBCs during the cooling process is measured by 100-3 500 cm-1 Raman spectroscopy and simulated using finite element method(FEM).The distributions of vertical stresses are analyzed;meanwhile,the results of Raman shift and numerical simulation are compared.The results show that in the vertical direction,there appears compressive stress in TCC,and to the interface of TCC/BC there shows the maximum compressive stress,14.8 MPa.There appears tensile stress in BC.The results of the simulation are consistent with experimental measurements obtained with micro-Raman spectroscopy.

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期刊信息
  • 《航空学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国航空学会
  • 主编:孙晓峰
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  • 邮编:100083
  • 邮箱:hkxb@buaa.edu.cn
  • 电话:010-82317058 82318016
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6893
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1929/V
  • 邮发代号:82-148
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24676