中国稀土学报

2020, v.38;No.183(01) 100-111

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喷涂轨迹对铝合金表面等离子喷涂Mo/8YSZ功能梯度热障涂层温度场的影响规律研究
Influence of Spraying Trajectory on Temperature Field of Plasma Sprayed Mo/8YSZ Functionally Gradient Thermal Barrier Coatings on Aluminum Alloy Surface

庞铭;张啸寒;刘光;初飞雪;

摘要(Abstract):

为了突破传统Mo/8YSZ双层热障涂层高温易剥离的技术瓶颈,研究喷涂轨迹对等离子喷涂功能梯度热障涂层温度场的影响规律,利用ANSYS有限元仿真模拟软件,基于"生死单元"的方法,建立了等离子喷涂功能梯度热障涂层的有限元模型,模型中考虑了材料的相变潜热及不同温度下的热物性参数,分析了不同喷涂轨迹下喷涂构件温度及温度梯度的分布情况。结果表明:当喷涂粘结层和过渡层材料时,采用同向的喷涂轨迹时,喷涂构件的温度最高;采用同种材料同向喷涂,异种材料喷涂方向相反的喷涂轨迹时,喷涂构件的温度次之;采用"S"型的喷涂轨迹时,喷涂构件温度最低。当喷涂陶瓷层材料时,采用"S"型的喷涂轨迹时,喷涂构件的温度最高;采用同向的喷涂轨迹时,喷涂构件的温度次之;而采用同种材料同向喷涂,异种材料喷涂方向相反的喷涂轨迹时,喷涂构件的温度最低。采用"S"型喷涂轨迹进行喷涂作业时,喷涂构件左右两端面温度分布的均匀性优于另外两种喷涂方式;采用同向的喷涂轨迹进行喷涂作业时,基体温度的波动幅度较另外两种喷涂方式小。通过设计梯度结构,并调控喷涂轨迹,可减小构件厚度方向的温度梯度,从而提升基体与涂层的结合强度。

关键词(KeyWords): 等离子喷涂;功能梯度热障涂层;喷涂轨迹;温度场;数值模拟;稀土

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金项目(U1633111,51206179);; 中央高校基本科研业务费项目中国民航大学专项项目(3122018D020);; 宁波市科技创新团队项目(2014B82001)资助

作者(Author): 庞铭;张啸寒;刘光;初飞雪;

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