CN107576444A - 一种采用热障涂层的压力探针 - Google Patents
一种采用热障涂层的压力探针 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107576444A CN107576444A CN201710800623.0A CN201710800623A CN107576444A CN 107576444 A CN107576444 A CN 107576444A CN 201710800623 A CN201710800623 A CN 201710800623A CN 107576444 A CN107576444 A CN 107576444A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- probe
- thermal barrier
- barrier coating
- pole
- pressure
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Abstract
本发明一种采用热障涂层的压力探针，其特征在于，包括：探针头部、支杆、引压管、热障涂层，其中探针头部和支杆采用镍基高温合金，引压管数量与探针头部开孔数对应并将一端安装在探针头部上的测压孔处，另一端从支杆内部引出，探针头部和支杆表面制备热障涂层。本发明将热障涂层应用于探针表面，通过合理地选取涂层结构、材料、制备手段等，能够降低探针表面温度100到150度，并避免高温来流对探针表面直接冲击，延长探针在高温流场下的稳定工作时间，提高探针寿命。
Description
技术领域
本发明涉及高温流场测试技术领域，特别是涉及一种采用热障涂层的压力探针，可以提高探针在高温流场尤其是热冲击较强的高温流场中的工作能力。
背景技术
高温流场的测试对探针要求很高，一般的探针在高温流场中进行测试往往很快在高温下变形甚至折断。为此，要在高温流场中对探针进行保护，防止高温氧化腐蚀并且降低探针表面温度。
在现有的冷却技术中，热障涂层技术结构简单，对流场干扰小，具有很大的优越性，近年来热障涂层技术发展迅速，已经有较为成熟的理论基础和制备工艺。将热障涂层技术应用于高温流场下的探针保护可以有效地延长探针工作寿命，提高测量结果可靠性。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种采用热障涂层的压力探针，能够通过热障涂层技术提高探针耐受高温氧化腐蚀的能力，降低探针表面温度，有效地保护探针，实现在高温流场中的稳定工作。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：
提供一种采用热障涂层的压力探针，其特征在于，包括：探针头部、支杆、引压管、热障涂层。所述探针头部和支杆采用镍基高温合金，引压管数量与探针头部开孔数对应并将一端安装在探针头部上的测压孔处，另一端从支杆内部引出。所述探针头部和支杆表面制备热障涂层。
进一步，探针头部外径2到10毫米，可以为单孔、双孔、三孔、四孔、五孔等多孔结构；支杆外径5到15毫米。
进一步，热障涂层采用双层结构，表层材料为Y2O3部分稳定的ZrO2陶瓷材料，粘接层为MCrAlY，其中M为过渡族金属Ni或者NiCo。
进一步，热障涂层的陶瓷层可以使用等离子喷涂或电子束物理气相沉积制备，若使用等离子喷涂，陶瓷层厚度应该为0.2到0.3毫米；若采用电子束物理气相沉积，陶瓷层厚度应该为0.1到0.4毫米。
进一步，热障涂层的粘接层使用等离子喷涂，厚度为0.1到0.15毫米。
本发明的有益效果是：本发明将热障涂层应用于探针表面，通过合理地选取涂层结构、材料、制备手段等，能够降低探针表面温度100到150度，并避免高温来流对探针表面直接冲击，延长探针在高温流场下的稳定工作时间，提高探针寿命。
附图说明
图1是一种采用热障涂层的压力探针一较佳实施例示意图；
图2是一种采用热障涂层的压力探针的涂层结构示意图；
附图中各部件的标记如下：1、探针头部，2、支杆，3、引压管，4、热障涂层
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示，一种采用热障涂层的压力探针，包括：探针头部(1)、支杆(2)、引压管(3)、热障涂层(4)。探针头部(1)和支杆(2)使用DZ125镍基高温合金，引压管(3)数量与探针头部(1)开孔数均为五个，将引压管(3)一端安装在探针头部(1)上的测压孔处，另一端从支杆(2)内部引出。探针头部(1)和支杆(2)表面制备热障涂层(4)。
热障涂层(4)采用双层结构，陶瓷层材料为质量分数6％到8％的Y2O3部分稳定的ZrO2陶瓷材料，在此配比下可通过温度改变时的相变抵消形变量，减小陶瓷层和粘接层因热膨胀系数不匹配而产生的热应力，提高抗热震性与寿命。
陶瓷层制备方式采用电子束物理气相沉积，将设备真空室通过真空泵抽取真空，达到一定的真空度要求后，电子枪开始发射电子束，直接照射到水冷坩锅中被蒸发的材料上，利用电子束的能量加热并气化材料，材料蒸汽以原子或分子的形式沉积到基体上形成厚度0.3毫米的涂层。
粘接层为NiCrAlY，使用低压等离子喷涂，利用氮和氩等离子体提供4400到5500摄氏度的粉末加热区，将陶瓷或金属粉末粒子加热至熔融或半塑性状态，并加速喷向工件，粒子在低含氧量下变形堆积，形成厚度0.12毫米的致密粘接层。
粘接层层各元素质量分数：Cr为20％、Al为10％、Y为1％、其余为Ni，其中Al主要用于生成Al2O3氧化膜来防止高温气体向金属基体内部扩散，Cr主要用于提高抗氧化性和抗硫化性，微量的Y用于提高氧化物膜层与基体间的结合力，避免陶瓷层过早剥落，延长涂层寿命。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (5)
1.一种采用热障涂层的压力探针，其特征在于，包括：探针头部(1)、支杆(2)、引压管(3)、热障涂层(4)，其中：
所述探针头部(1)和支杆(2)采用镍基高温合金，引压管(3)数量与探针头部(1)开孔数对应并将一端安装在探针头部(1)上的测压孔处，另一端从支杆(2)内部引出；
所述探针头部(1)和支杆(2)表面制备热障涂层(4)。
2.根据权利要求1所述的一种采用热障涂层的压力探针，其特征在于：探针头部(1)外径2到10毫米，可以为单孔、双孔、三孔、四孔、五孔等多孔结构；支杆外径5到15毫米。
3.根据权利要求1所述的一种采用热障涂层的压力探针，其特征在于：热障涂层(4)采用双层结构，表层材料为Y2O3部分稳定的ZrO2陶瓷材料，粘接层为MCrAlY，其中M为过渡族金属Ni或者NiCo。
4.根据权利要求1所述的一种采用热障涂层的压力探针，其特征在于：热障涂层(4)的陶瓷层可以使用等离子喷涂或电子束物理气相沉积制备，若使用等离子喷涂，陶瓷层厚度应该为0.2到0.3毫米；若采用电子束物理气相沉积，陶瓷层厚度应该为0.1到0.4毫米。
5.根据权利要求1所述的一种采用热障涂层的压力探针，其特征在于：热障涂层(4)的粘接层使用等离子喷涂，厚度为0.1到0.15毫米。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201710406002 | 2017-06-01 | ||
| CN2017104060024 | 2017-06-01 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107576444A true CN107576444A (zh) | 2018-01-12 |
Family
ID=61031248
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201710800623.0A Pending CN107576444A (zh) | 2017-06-01 | 2017-09-07 | 一种采用热障涂层的压力探针 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107576444A (zh) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011148094A1 (fr) * | 2010-05-25 | 2011-12-01 | Turbomeca | Dispositif d'acquisition/distribution multipoints de fluide, en particulier sonde de prise de pression dans une entrée d'air de turbomachine |
| CN202582868U (zh) * | 2012-05-11 | 2012-12-05 | 西北工业大学 | 一种测量翼型尾迹流场的试验装置 |
| CN105716779A (zh) * | 2015-11-02 | 2016-06-29 | 北京航空航天大学 | 动态压力叶型探针 |
| CN105716788A (zh) * | 2015-11-02 | 2016-06-29 | 北京航空航天大学 | 三孔跨音速压力探针 |
| CN205982314U (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-22 | 西安远方航空技术发展总公司 | 一种五孔探针 |
-
2017
- 2017-09-07 CN CN201710800623.0A patent/CN107576444A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011148094A1 (fr) * | 2010-05-25 | 2011-12-01 | Turbomeca | Dispositif d'acquisition/distribution multipoints de fluide, en particulier sonde de prise de pression dans une entrée d'air de turbomachine |
| CN202582868U (zh) * | 2012-05-11 | 2012-12-05 | 西北工业大学 | 一种测量翼型尾迹流场的试验装置 |
| CN105716779A (zh) * | 2015-11-02 | 2016-06-29 | 北京航空航天大学 | 动态压力叶型探针 |
| CN105716788A (zh) * | 2015-11-02 | 2016-06-29 | 北京航空航天大学 | 三孔跨音速压力探针 |
| CN205982314U (zh) * | 2016-08-26 | 2017-02-22 | 西安远方航空技术发展总公司 | 一种五孔探针 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 何利民 等: "《高温防护涂层技术》", 29 February 2012 * |
| 北京航空制造工程研究所: "《航空制造技术》", 31 December 2013 * |
| 张楠楠: "超低压等离子喷涂中的等离子焰流检测及涂层制备", 《中国博士学位论文全文数据库 工程科技Ⅰ辑》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sahith et al. | Development and analysis of thermal barrier coatings on gas turbine blades–A Review | |
| US11149338B2 (en) | Gas turbine engine component coating with self-healing barrier layer | |
| JP5451984B2 (ja) | ＳｉＣで被覆された基材上にアルミナを堆積させる方法 | |
| Li et al. | Development of particle interface bonding in thermal spray coatings: a review | |
| CN100523241C (zh) | 抗高温氧化的镍-铝-镝粘结层材料及其制备 | |
| Wang et al. | Oxidation and hot corrosion behavior of Al2O3/YSZ coatings prepared by cathode plasma electrolytic deposition | |
| WO2015035542A1 (zh) | 抗高温材料用表面合金涂层复合材料、涂层及其制备方法 | |
| CN107699840A (zh) | 多孔氧化锆热障涂层的制备方法 | |
| US7258934B2 (en) | Thermal barrier coating and a method of applying such a coating | |
| WO2004029330A1 (en) | A thermal barrier coating and a method of applying such a coating | |
| US20100047615A1 (en) | Barium-doped bond coat for thermal barrier coatings | |
| Bai et al. | Fine-lamellar structured thermal barrier coatings fabricated by high efficiency supersonic atmospheric plasma spraying | |
| Ren et al. | Effects of HfC nanowire amount on the microstructure and ablation resistance of CVD-HfC coating | |
| CN105603351A (zh) | 等离子喷涂制备稀土改性的NiAl热障涂层粘结层的方法 | |
| Wang et al. | Ceramic fibers reinforced functionally graded thermal barrier coatings | |
| JP2008255485A (ja) | 単結晶超合金上に直接堆積した熱障壁 | |
| Gao et al. | Thermal cycling property of supersonic atmospheric plasma sprayed thermal barrier coatings reinforced by Ni-coated YSZ fibers | |
| CN107576444A (zh) | 一种采用热障涂层的压力探针 | |
| Cui et al. | Thermal durability of thermal barrier coatings with bond coat composition in cyclic thermal exposure | |
| US20100203254A1 (en) | Dispersion strengthened ceramic thermal barrier coating | |
| Moskal et al. | Microstructure and thermal diffusivity of Gd2Zr2O7 powders | |
| Lima et al. | Thermal and environmental barrier coatings (TBCs/EBCs) for turbine engines | |
| EP3170918A1 (en) | Dvc-coating with fully and partially stabilized zirconia | |
| CN110408880A (zh) | 一种大气等离子喷涂技术制备y+y2o3/y2o3复合涂层的方法 | |
| Vaßen | Thermal Barrier Coatings |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20180112 |