CN102179969B - 一种精确测量热障涂层中应力的涂层 - Google Patents
一种精确测量热障涂层中应力的涂层 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102179969B CN102179969B CN 201010597737 CN201010597737A CN102179969B CN 102179969 B CN102179969 B CN 102179969B CN 201010597737 CN201010597737 CN 201010597737 CN 201010597737 A CN201010597737 A CN 201010597737A CN 102179969 B CN102179969 B CN 102179969B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- layer
- thermal barrier
- barrier coating
- coating
- coated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
- Testing Resistance To Weather, Investigating Materials By Mechanical Methods (AREA)
Abstract
本发明涉及一种精确测量热障涂层中应力的涂层,包括高温合金层,所述的高温合金层上涂附有粘结层,粘结层上涂附有压电陶瓷薄膜,在压电陶瓷薄膜上涂附有陶瓷层;所述的粘结层采用的是MCrAlY粘结层;所述的MCrAlY粘结层由于长期使用经过氧化形成Al2O3保护层;所述的压电陶瓷薄膜采用的是PZT压电陶瓷薄膜;所述的陶瓷层采用的是YSZ陶瓷层。利用此种结构和方法可精确的测量出热障涂层中应力的大小,从而能够预测出涂层的寿命,能够及时更换热障涂层,降低安全事故问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种精确测量热障涂层中应力的涂层,属于新型涂层结构及应力测量方法领域,可广泛应用于涂层的应力测量。
背景技术
随着航空燃气发动机向高流量比、高推重比方向发展,现有金属材料的单独使用已经不能满足燃烧室的燃气温度和压力的设计及使用要求。采用热障涂层(thermal barrier coatings,TBCs)可以使高温合金叶片在更高的温度下工作。热障涂层不仅具有良好的隔热效果,同时还可以提高发动机的工作温度和部件的抗腐蚀能力,延长热端部件的使用寿命。热障涂层技术已成为未来涡轮发动机热端部件高温防护涂层技术的发展方向。然而,在热障涂层服役过程中,在粘结层与陶瓷层之间会形成一层Al2O3保护层(TGO层),从而能够起到保护,随着时间的延长,TGO层不断增厚,涂层中产生巨大的热应力,当热应力达到一定程度,导致涂层剥落,涂层的剥落会对叶片产生巨大的影响,因此,在热障涂层体系中精确测量涂层的热应力是保证涂层能够安全服役的重要课题,然而,到目前为止,还没有找到很好的应力测量方法。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够精确测量热障涂层中应力的涂层。
本发明解决其技术问题所采取的技术方案是:一种精确测量热障涂层中应力的涂层,包括高温合金层,所述的高温合金层上涂附有粘结层,粘结层上涂附有压电陶瓷薄膜,在压电陶瓷薄膜上涂附有陶瓷层。
所述的粘结层采用的是MCrAlY粘结层,MCrAlY粘结层由于长期使用经过氧化形成Al2O3保护层(TGO层)。
为了能够产生电流进而精确的测量出热障涂层中应力的大小,所述的压电陶瓷薄膜采用的是PZT压电陶瓷薄膜。
所述的陶瓷层采用的是YSZ陶瓷层。
本发明的有益效果是:利用此种结构和方法可精确的测量出热障涂层中应力的大小,从而能够预测出涂层的寿命,能够及时更换热障涂层,降低安全事故问题。
附图说明
图1是本发明的结构示意图;
图2是本发明在测量时的结构示意图。
图中:1、高温合金层 2、粘结层 3、压电陶瓷薄膜 4、陶瓷层5、Al2O3保护层
具体实施方式
如图1和图2所示一种精确测量热障涂层中应力的涂层,包括高温合金层1,所述的高温合金层1上涂附有粘结层2,粘结层2上涂附有压电陶瓷薄膜3,在压电陶瓷薄膜3上涂附有陶瓷层4;所述的粘结层2采用的是MCrAlY粘结层;所述的MCrAlY粘结层由于长期使用经过氧化形成Al2O3保护层5;所述的压电陶瓷薄膜3采用的是PZT压电陶瓷薄膜;所述的陶瓷层4采用的是YSZ陶瓷层。
下面结合本发明的实施例进一步说明。
1.样品基材高温合金GH33。采用电子束物理气相沉积技术制备60μm厚度的MCrAlY粘结层,10μm厚度的PZT压电陶瓷层,100μm厚度的YSZ陶瓷层,沉积时所用工艺如表1所示,沉积之后通过合适的处理。在高温下进行热循环,循环一定次数后,采用交流阻抗谱进行测量,从而精确测量出涂层中的应力情况。
表1电子束物理气相沉积工艺参数
电压 | 电流 | 沉积速率 | 真空度 |
20-40KV | 1-2A | 0.3-2μm/min. | 10-2Pa |
2.样品基材高温合金GH33。采用等离子喷涂技术制备60μm厚度的MCrAlY粘结层,10μm厚度的PZT压电陶瓷层,100μm厚度的YSZ陶瓷层,喷涂时所用工艺如表2所示,喷涂之后通过合适的处理。在高温下进行热循环,循环一定次数后,采用交流阻抗谱进行测量,从而精确测量出涂层中的应力情况。
表2等离子喷涂制备涂层的工艺参数
电压(v) | 电流(A) | 氩气流量(L/min) | 氢气流量(L/min) |
55~65 | 530~610 | 53-62 | 10-30 |
转台转速(转/min) | 喷枪转速(转/min) | 腔内压力(乇) | 送粉速度(g/min) |
2-20 | 30-50 | 70 | 10-40 |
Claims (1)
1.一种精确测量热障涂层中应力的涂层,包括高温合金层(1),其特征是:所述的高温合金层(1)上涂附有粘结层(2),粘结层(2)上涂附有压电陶瓷薄膜(3),在压电陶瓷薄膜(3)上涂附有陶瓷层(4),所述的粘结层(2)采用的是MCrAlY粘结层,所述的MCrAlY粘结层由于长期使用经过氧化形成Al2O3保护层(5),所述的压电陶瓷薄膜(3)采用的是PZT压电陶瓷薄膜,所述的陶瓷层(4)采用的是YSZ陶瓷层。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201010597737 CN102179969B (zh) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | 一种精确测量热障涂层中应力的涂层 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN 201010597737 CN102179969B (zh) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | 一种精确测量热障涂层中应力的涂层 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN102179969A CN102179969A (zh) | 2011-09-14 |
CN102179969B true CN102179969B (zh) | 2013-04-24 |
Family
ID=44566347
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN 201010597737 Expired - Fee Related CN102179969B (zh) | 2010-12-21 | 2010-12-21 | 一种精确测量热障涂层中应力的涂层 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN102179969B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN102909904B (zh) * | 2012-09-26 | 2015-03-04 | 中国人民解放军装甲兵工程学院 | 一种精确感知损伤智能涂层及其制备方法 |
CN104498858A (zh) * | 2014-12-02 | 2015-04-08 | 佛山铭乾科技有限公司 | 一种纳米陶瓷热障涂层及其制备方法 |
CN107543638B (zh) * | 2016-06-28 | 2023-10-13 | 深圳长城开发科技股份有限公司 | 基于应变片的锡膏刮刀压力测试装置及其检测方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6380113B1 (en) * | 1999-05-07 | 2002-04-30 | Korea Institute Of Science & Technology | Tetragonal zirconia ceramic powders, tetragonal zirconia-alumina composite using the ceramic powder and method of preparation for the same |
CN101265561A (zh) * | 2008-03-31 | 2008-09-17 | 北京航空航天大学 | 一种耐瞬态超高温的热障涂层陶瓷层材料及其制备方法 |
-
2010
- 2010-12-21 CN CN 201010597737 patent/CN102179969B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6380113B1 (en) * | 1999-05-07 | 2002-04-30 | Korea Institute Of Science & Technology | Tetragonal zirconia ceramic powders, tetragonal zirconia-alumina composite using the ceramic powder and method of preparation for the same |
CN101265561A (zh) * | 2008-03-31 | 2008-09-17 | 北京航空航天大学 | 一种耐瞬态超高温的热障涂层陶瓷层材料及其制备方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
刘春阳等.超音速微粒轰击粘结层对热障涂层抗氧化性能的影响.《材料保护》.2009,第42卷(第7期),第4-6,17页. * |
陈亚平等.超音速火焰喷涂MCrAlY粘结层对热障涂层热震性能的影响.《材料热处理学报》.2010,第31卷(第11期),第155-160页. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN102179969A (zh) | 2011-09-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Meng et al. | Highly oxidation resistant and cost effective MCrAlY bond coats prepared by controlled atmosphere heat treatment | |
Karaoglanli et al. | Effects of heat treatment on adhesion strength of thermal barrier coating systems | |
Wang et al. | Commercial thermal barrier coatings with a double-layer bond coat on turbine vanes and the process repeatability | |
Rezanka et al. | Improved thermal cycling durability of thermal barrier coatings manufactured by PS-PVD | |
Aghasibeig et al. | A review on suspension thermal spray patented technology evolution | |
JP2019533090A (ja) | セラミック化合物を含む層を有する固体基材の表面をコーティングする方法、及び該方法で得られたコーティング基材 | |
US20110048017A1 (en) | Method of depositing protective coatings on turbine combustion components | |
CN108118190B (zh) | 一种抗环境沉积物腐蚀热障涂层及其制备方法 | |
CN101204863A (zh) | 热障涂层系统及用于涂层部件的方法 | |
Myoung et al. | Effect of post heat treatment on thermal durability of thermal barrier coatings in thermal fatigue tests | |
Steinke et al. | Process design and monitoring for plasma sprayed abradable coatings | |
CN110643930A (zh) | 一种耐高温cmas和雨水腐蚀的复合热障涂层的制备方法 | |
CN102179969B (zh) | 一种精确测量热障涂层中应力的涂层 | |
Yang et al. | Microstructural evolution of plasma spray physical vapor deposited thermal barrier coatings at 1150° C studied by impedance spectroscopy | |
US20110086177A1 (en) | Thermal spray method for producing vertically segmented thermal barrier coatings | |
Cai et al. | Adhesion strength of thermal barrier coatings with thermal-sprayed bondcoat treated by compound method of high-current pulsed electron beam and grit blasting | |
US20180282853A1 (en) | Hybrid Thermal Barrier Coating and Process of Making Same | |
CN103552311A (zh) | 一种用于单晶高温合金的防护涂层及其制备方法 | |
CN201970511U (zh) | 精确测量热障涂层中应力的涂层 | |
Liu et al. | Effects of shot peening on microstructure, thermal performance, and failure mechanism of thermal barrier coatings | |
CN103434209B (zh) | 一种新型的低热导率和耐高温热障涂层及其制备方法 | |
Lee et al. | Improved Deposition Efficiency of Cold-Sprayed CoNiCrAlY with Pure Ni Coatings and Its High-Temperature Oxidation Behavior after Pre-Treatment in Low Oxygen Partial Pressure | |
Kubaszek et al. | Influence of air plasma spraying process parameters on the thermal barrier coating deposited with micro-and nanopowders | |
JP2018003103A (ja) | 遮熱コーティング法及び遮熱コーティング膜並びにタービン部材 | |
Yang et al. | Hot corrosion behaviors of as-sprayed and laser-remelted YSZ thermal barrier coatings at 950° C |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C17 | Cessation of patent right | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20130424 Termination date: 20131221 |