新型热障涂层中间层的梯度设计原理及其功能实现机制

为适应燃气涡轮发动机进口温度的不断增长，热障涂层技术已经同高效冷却技术(发动机与叶片结构设计)及高温合金材料技术成为先进燃气涡轮发动机技术中并重的三大技术。.热障涂层中间层应具有抗高温氧化、缓解由于陶瓷层与基体之间热失配所产生的热应力、增强陶瓷层的结合强度等功能，同时与基体之间必须有低的扩散系数。传统的热障涂层的中间层在1473K温度下已经不能实现上述功能。.本申请项目在前期对1373K温度下使用的热障涂层研究基础上，提出了适用于1473K温度以上的具有中间层梯度过渡的新型热障涂层的设计原理，并拟采用电子束物理气相沉积的方法加以实现。通过对新型热障涂层高温热循环行为以及在热、力耦合作用下失效模式的研究，确定影响热障涂层高温特性的扩散系数、弹性模量及热膨胀系数等关键物理参数，提出材料物理参数及其在中间层中的分布规律对热障涂层寿命影响机制，建立梯度热障涂层设计方法与准则。