等离子喷涂热障涂层的服役性能

《等离子喷涂热障涂层的服役性能》主要介绍了等离子喷涂热障涂层的结构设计、陶瓷层材料及制备方法，服役过程中热障涂层陶瓷层温度场演变特征，涂层裂纹萌生及扩展行为特征，多种因素协同控制下热障涂层的寿命模型，热障涂层失效机理。另外，《等离子喷涂热障涂层的服役性能》还探讨了热障涂层未来的研究方向。

董会，男，西安交通大学博士研究生材料科学与工程专业。主要从事热障、耐蚀涂层的结构、服役性能及应力分析等方面的研究。目前主持陕西省自然科学基金1项(热障涂层方面)、陕西省教育厅项目1项(热障涂层方面)，参与了国家973等多项关于热障涂层界面行为及服役性能方面的科研工作。发表学术论文20余篇，以作者在SCIEI收录期刊发表论文6篇(其中4篇SCI被中科院认定为小类学科分区一区，且均为Top期刊)。发表高水平国际国内会议10余篇，并多次作英文口头报告。多次应邀担任陶瓷类Top期刊JournaloftheAmericanCeramicSociety的审稿人。

1 等离子喷涂热障涂层概述
1.1 热障涂层及其发展历程
1.2 热障涂层制备方法
1.2.1 等离子喷涂
1.2.2 电子束物理气相沉积
1.2.3 其他制备方法
1.3 冷喷涂技术
1.3.1 冷喷涂发展及原理
1.3.2 喷涂设备
1.4 等离子喷涂热障涂层结构
1.4.1 热障涂层典型结构
1.4.2 热障涂层结构设计
1.5 热障涂层材料及制备方法
1.5.1 涂层粉末
1.5.2 粉末的制备方法
1.5.3 高温合金
1.6 氧化锆基热障涂层
1.6.1 氧化锆的相及晶体结构
1.6.2 YSZ涂层相变性能
2 等离子喷涂热障涂层服役时的温度场特征
2.1 有限元模型
2.1.1 分析流程
2.1.2 模型的建立
2.2 横向裂纹长度对热障涂层温度场的影响
2.3 横向裂纹扩展位置对热障涂层温度场的影响
2.4 横向裂纹形状对热障涂层温度场的影响
3 等离子喷涂热障涂层横向裂纹扩展行为
3.1 涂层横向裂纹表征方法
3.1.1 断面表征方法
3.1.2 YSZ层表面亮斑表征方法
3.2 横向裂纹的扩展行为
3.2.1 横向裂纹的萌生
3.2.2 横向裂纹的扩展及合并行为
3.3 横向裂纹尺寸对热障涂层剩余寿命的作用
3.3.1 基于断面表征热障涂层剩余寿命与裂纹尺寸关系
3.3.2 基于亮斑尺寸表征涂层剩余寿命与裂纹尺寸关系
3.4 陶瓷层烧结行为对裂纹扩展的影响
3.4.1 高温服役时陶瓷层烧结行为
3.4.2 较高温度服役时陶瓷层烧结对横向裂纹扩展的作用
4 等离子喷涂热障涂层服役寿命模型
4.1 热障涂层服役性能常用表征方法
4.1.1 等温热震试验方法
4.1.2 梯度热震试验方法
4.2 黏结层高温氧化行为
4.2.1 黏结层氩气氛中的氧化行为
4.2.2 高温度下黏结层在空气中的氧化行为
4.3 α-Al2O3基TGO厚度对热障涂层寿命的决定性作用
4.4 混合氧化物对热障涂层寿命的作用
4.5 温度梯度对等离子喷涂热障涂层寿命的影响
4.6 黏结层温度对等离子喷涂热障涂层寿命的影响
4.7 热膨胀不匹配对热障涂层寿命的影响
4.8 热障涂层服役寿命模型
5 等离子喷涂热障涂层失效机理
5.1 热障涂层应力分析有限元模型简介
5.2 热障涂层开裂机制随α-Al2O3基TGO生长的演变
5.2.1 涂层开裂路径变化
5.2.2 TGO厚度不同时热障涂层失效模式及开裂机理
5.3 混合氧化物对热障涂层失效机理的控制作用
5.4 温度梯度对涂层开裂机制的影响
5.4.1 不同温度梯度下涂层的开裂位置
5.4.2 YSZ温度梯度对涂层应力分布的影响
5.5 黏结层/YSZ界面温度对热障涂层开裂机理的作用
5.5.1 热障涂层失效模式分析
5.5.2 黏结层/YSZ界面温度对热障涂层应力分布的影响
5.6 黏结层表面状态对涂层开裂机制的影响
5.6.1 界面粗糙度对涂层应力场的作用
5.6.2 黏结层表面平滑度对涂层应力场的作用
6 等离子喷涂热障涂层的应用及发展方向
6.1 等离子喷涂热障涂层在燃气轮机中的应用
6.1.1 燃气轮机的发展历程及运行原理
6.1.2 燃气轮机的构造材料及热障涂层的应用
6.2 热障涂层其他应用
6.2.1 热障涂层在柴油机中的应用
6.2.2 热障涂层在高炉风口及渣口中的应用
6.3 热障涂层存在的问题及其未来研究方向
附录 本书符号表
参考文献