重型燃气轮机新型热障涂层研究

来源 :第二十一届国际热喷涂研讨会(ITSS 2018)暨第二十二届全国热喷涂年会(CNTSC’2018) | 被引量 : 0次 | 上传用户:l63cn
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  重型发电燃气轮机低排放、高效率的发展目标,要求燃气轮机透平的进气温度不断提高.热障涂层作为保护金属热端部件的重要手段,是实现这一目标的关键技术之一.目前世界上最先进的J 级燃气轮机的透平进口温度已经达到1600℃,热端部件表面温度超过1250℃,传统的YSZ 热障涂层已经不能满足这一发展需求,因此迫切需要发展使用温度更高、热导率更低的新型热障涂层.本文对La2(Zr0.7Ce0.3)2O7(LZ7C3)热障涂层在重型发电燃气轮机中的应用进行了初步验证.结果表明,LZ7C3 涂层具有比常规YSZ 热障涂层更低的热导率(0.79~0.48Wm-1K-1,相对传统YSZ 涂层下降30%以上),且在1250℃的高温火焰台架试验中表现出优良的热循环寿命(>7370 次),具有良好的应用前景.
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研制Dy2O3-ZrO2-CaF2-聚苯酯粉末材料作为燃气轮机高压涡轮可磨耗封严涂层材料。采用化学共沉淀法合成Dy2O3-ZrO2 封严涂层基相材料,应用等离子喷涂工艺在镍基高温合金基体上沉积Dy2O3-ZrO2-CaF2-聚苯酯涂层,涂层经500℃热处理8 小时去除聚苯酯形成孔隙,获得Dy2O3-ZrO2-CaF2 可磨耗封严涂层。通过高温摩擦系数测试及磨损形貌扫描电子显微镜观察分析涂层摩擦磨损
在两种不同环境洁净度下采用大气等离子喷涂技术制备了YSZ 热障涂层,涂层的腐蚀性能采用电化学进行评价,运用XRD 和SEM 分析手段对涂层的显微结构、物相组成进行了分析,探讨了底层状态对热障涂层电化学性能的影响作用。
连续纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(CMC-SiC)是最有可能替代镍基高温合金应用于新一代航空发动机热端部件的高温结构材料,制约其应用的关键因素是其在发动机腐蚀性环境下较差的表面稳定性。环境障涂层(Environmental Barrier Coatings,EBCs)可以阻止基体与水蒸气反应,起到改善基体表面稳定性的作用。本文总结了EBCs 的发展历程,重点介绍了稀土硅酸盐材料的研究现状,提出了当
为了提高C/C 复合材料高温抗烧蚀性能,本文采用大气等离子喷涂和低压等离子喷涂技术,在石墨基体上制备出ZrO2/ZrB2-MoSi2/SiC 复合涂层和ZrB2-MoSi2/SiC 涂层.采用氧乙炔火焰对两种涂层进行烧蚀性能测试,并通过SEM、EDS、XRD 分析了烧蚀前后涂层的物相组成、微观形貌和烧蚀机理.结果表明:ZrB2-MoSi2/SiC 和ZrO2/ZrB2-MoSi2/SiC 涂层经氧
分别采用大气等离子喷涂和低压等离子喷涂方法在GH3536基体上制备了CoNiCrAlY涂层,并采用真空热处理炉对涂层试样进行热处理。对所制备涂层的显微结构、孔隙率、结合强度、显微硬度、氧含量、抗高温氧化性能和高温耐磨等进行了对比研究。结果表明,喷涂粉末熔化良好并充分铺展,所制备涂层与基体结合良好,硬度适中,抗高温氧化性能优良;低压等离子喷涂涂层显示出更好的综合性能。
本文研究了真空热处理后的APS-CoNiCrAlY+APS-YSZ 和HVOF-CoNiCrAlY+APS-YSZ 热障涂层系统在室温-1050℃ 环境中的100-h 热循环行为,发现真空热处理后的APS-CoNiCrAlY+APS-YSZ 中热障涂层中TGO 的生长由3 个阶段组成:初始生长阶段,稳态生长阶段和加速生长阶段.这3 个阶段似乎可以由δ∝ tn分段表示:在TGO生长的初始阶段,n<1