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陶瓷层与界面孔隙率对热障涂层寿命及其失效机制的影响

廖红星 , 宋鹏 , 周会会 , 逸群 , 季强 , 陆建生

复合材料学报 doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20151201.001

以 NiCoCrAlY作为粘结层、8wt%Y2 O3稳定的ZrO2(8YSZ)为陶瓷层,利用等离子喷涂(PS)技术制备2种在陶瓷层及陶瓷层/粘结层界面处具有不同孔隙率的热障涂层(TBCs),研究 TBCs 的热循环寿命差异,分析不同孔隙率TBCs的失效机制。结合有限元模拟计算了TBCs应力分布,分析了高孔隙率 TBCs 中重复平行裂纹形成的原因及2种TBCs剥落的失效模式。利用光学显微镜(OM)、SEM和 EDX分析TBCs的断面微观结构及元素分布。结果显示:高孔隙率TBCs比致密TBCs的寿命增加了1倍。高孔隙率 TBCs 在陶瓷层及界面处存在更多的孔隙和微裂纹,释放了TBCs中积累的应变能,同时氧化铝层中出现的重复平行裂纹能进一步减小了陶瓷层与粘结层之间的应力,进而延长了高孔隙率TBCs的寿命。为制备长寿命TBCs奠定结构设计基础。

关键词: 孔隙率 , 热障涂层 , 平行裂纹 , 热循环寿命 , 应力计算 , 失效模式

H2O和Y(O)对NiCoCrAl热障涂层高温氧化的影响

逸群 , 宋鹏 , 季强 , 廖红星 , 陆建生

材料工程 doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2015.000379

分别利用真空等离子沉积和超音速火焰喷涂技术制备含有Y和含Y氧化物的NiCoCrAl涂层,用差热分析和光学及电子显微镜研究两种涂层在Ar-16.7%O2,Ar-3.3%H2O和Ar-0.2%H2-0.9%H2O气氛中1100℃时的氧化动力学和断面微观结构,通过第一性原理计算对比在不同气氛中含Y氧化物对涂层氧化的影响机理.结果表明:对于NiCoCrAl+Y涂层,Y倾向于向界面扩散并在界面富集导致Al2O3膜生成更多有利于内氧化的孔洞,水蒸气更会对内氧化产生促进作用.而对于NiCoCrAl+Y(O)涂层,由于Y在涂层制备过程中被氧钉扎,导致NiCoCrAl+Y(O)涂层在上述气氛中生成了平直而均匀的Al2O3层,不同气氛对其氧化行为影响较小.上述研究进一步揭示NiCoCrAl涂层中活性元素Y的存在状态和氧化气氛中的水蒸气对氧化铝组织结构和生长速率有重要影响.

关键词: 含钇氧化物 , 水蒸气 , NiCoCrAl涂层 , 热障涂层 , 内氧化

粘结层中Co与Ni元素含量对热障涂层组织及寿命的影响

季强 , 宋鹏 , 逸群 , 廖红星 , 陆建生

功能材料 doi:10.3969/j.issn.1001-9731.2016.04.015

高温服役过程中热障涂层的MCrAlY粘结层形成致密的氧化铝层,从而提高了涂层和基体的抗氧化性能。利用等离子喷涂制备的热障涂层,其粘结层中的 Co 与 Ni 的含量和界面微观结构是影响氧化的重要因素。通过在Ni基高温合金基体上利用低压等离子喷涂(LPPS)分别制备粘结层为 CoNiCrAlY和 NiCoCrAlY的热障涂层进行高温循环氧化实验,比较研究了这两种热障涂层在1050℃下的循环氧化寿命和失效特征。研究表明粘结层表面形貌对氧化物的生长具有重要影响,其中CoNiCrAlY粘结层更易在TGO 层中形成尖晶石氧化物,最终无法形成连续的Al2 O3层,导致涂层失效,而NiCoCrAlY粘结层表现出不同的失效方式。同时,粘结层和基体中Ni、Co等元素在氧化过程中存在强烈的互扩散,Co与 Ni 含量对两种涂层 BC/基体界面处宏观空洞的生长产生了不同影响。

关键词: 热障涂层 , CoNiCrAlY , NiCoCrAlY , 热循环 , 扩散 , 寿命

基于组态的包钢耐火配料系统设计

胡万里

耐火材料 doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2010.01.023

介绍了利用组态作为监控,可编程控制器作为下位机,实现了耐火厂散料配料系统的自动化生产,该系统具有手动功能和自动功能,手动功能具有现场手动和上位机手动功能,自动功能具有全自动和半自动功能.该系统可实现配方和配料制度的任意更改,投资低,故障少,自动化程度高.

关键词: 组态 , 配料 , 上位机

”字型左手材料结构的设计与仿真

孙振 , 竹有章 , 何星 , 杨成莱 , 李磐石

材料科学与工程学报

针对目前由金属开口谐振环与金属杆构成的左手材料结构存在构造比较复杂、工艺实现较难的缺点,设计实现了一种基于金属条的改进结构一””字型结构.通过理论分析和电磁仿真软件Ansoft HFSS 10模拟仿真,利用散射参量法提取参数结果表明该结构可以在X波段实现介电常数和磁导率同时为负.讨论研究了该左手结构的金属条宽度、中间缺口宽度、中间条宽度三个结构尺寸参数变化对谐振频率和透射峰幅值的影响,结果表明三个参数的变化都会对二者产生影响,其中金属条宽度改变对透射峰值影响幅度相对较大,缺口宽度改变对谐振频率影响幅度相对较大.

关键词: 金属条 , 左手材料 , 负折射率 , 谐振频率 , S参数

寿山千寻碧,桃李几度红——热烈祝贺启东先生九十华诞

材料科学与工程学报

2011年9月27日,正值《材料科学与工程学报》第四届编辑委员会荣誉主任启东先生九十华诞暨从教68周年。在此,我们向启东先生表示最热烈的祝贺。

关键词: 材料科学与工程 , 编辑委员会 ,

窑矿区恒利铁矿0-15线矿体安全开采技术研究

余斌 , 龚宇同 , 谢源 , 褚志勇

金属世界 doi:10.3969/j.issn.1000-6826.2006.03.006

恒利铁矿是窑矿区的一部分,该矿0-15线矿体一期开采深度在-40m以上,一期开采储量为705万t,矿石品位平均为TFe48.07%.文章针对恒利铁矿矿产资源特点,研究制定了综合开采工程技术方案,并详细进行了技术论证和经济分析,以确保该部分矿产资源能安全高效地获得回收.

关键词: 恒利铁矿开采 , 方案研究 , 投资估算 , 财务评价

海南省东方市踏山金矿床流体包裹体特征及矿床成因

熊瑛 , 朱自强 , 胡祥昭 , 鲁光银

中国有色金属学报

山金矿位于海南省戈枕金矿带东南部,矿体主要产于东西向构造蚀变带中,矿石类型为蚀变岩型和石英脉型.在详细的野外地质调查基础上,对踏山金矿床流体包裹体特征进行研究,并结合矿体产出形态特征,对流体来源以及矿床成因进行探讨.结果表明:矿区流体包裹体主要为气液两相包裹体和纯CO2包裹体,成矿流体具有中低温(均一温度为192~362℃)、中盐度(平均值为7.52%)及低密度(0.46~0.87g/cm3)的特征,成矿深度为中深环境.从包裹体成分上看,流体包裹体既有岩浆水特征(高H2O、H2含量,w(F-)/w(Cl-)≥1),又具有地下热卤水的特征(w(Na+)/w(K+)>1),明显富集Ca2+或者Ca2+含量较高的成分,显示可能为混合流体.矿床成因为岩浆热液与地下热卤水叠加的复合型中低温热液矿床.

关键词: 流体包裹体 , 矿床成因 , 金矿 , 海南

四川大学玉忠小组高分子材料无卤阻燃研究取得突破

中国材料进展

在国家自然科学基金等项目的长期支持下,四川大学教授玉忠带领团队在高分子材料无卤阻燃化的基础研究方面获重要进展,并取得一些关键技术的突破,成功地解决了一些高分子材料的高效无卤阻燃问题,有效地协调了阻燃性与无卤化、保持其他性能和降低成本的矛盾,并成功应用于多个领域。

关键词: 高分子材料 , 无卤阻燃 , 四川大学 , 国家自然科学基金 , 基础研究 , 阻燃化 , 无卤化 , 阻燃性

朱--唐非线性粘弹性本构模型在有限元分析中的实现及其应用

冯震宙 , 新军 , 富生 , 高行山 , 岳珠峰

材料科学与工程学报 doi:10.3969/j.issn.1673-2812.2007.02.027

LS-DYNA可以满足用户对某些材料本构关系子程序开发的要求.本文首先编制了各向同性线弹性材料本构模型子程序,计算单轴拉伸作用,得到材料子程序开发的可行性;另外主要编制了飞机风挡材料采用的具有应变率效应的非线性粘弹性朱--唐本构模型,结果能很好地对朱--唐模型进行描述,特别是应变率对该模型的影响.并用于真实风挡的计算,得到的数值结果与试验值比较吻合.

关键词: 非线性粘弹性本构关系 , 材料子程序 , 风挡 , 应变率

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