Rannsóknarframskref og þróunarskeiðir á tungumílnaðræðum og hittivarnaköfum þeirra (4)

Eiginlegar eiginleikar hitiþroskuðu þermabakvið gashræðisvél

Þar sem vinnumiðurferli tungna gásrætur á jörðu eru venjulega í vélilegri umhverfi, og upprifjunarkylgingin er lang, getur hún verið upp á 50.000 klokustundir. Því að þessu, til að bæta þremstærðaþroska teknologi fyrir gásrætur og lengja notkunartíma þremstærðaþroskarinnar, hafa rannsakendur í nýlegum árum gerst margar rannsóknir á eiginleikum þremstærðaþroskaranna, eins og varmtækni, rústfangseign, viðstand við hituskok og CMAS-margföldunarviðstand. Í þeim flokka, eru rannsóknir og framvinda á þremstærðaþroskum á varmtækni, rústfangseign og viðstand við hituskok gæt vel verið nægilegar, en viðstandur við CMAS-margföldun er minni. Samanlagið hefur CMAS-margföldun verið einn af stærstu brotinum á þremstærðaþroskum, sem standast framan við þróun næsta aldrungara háþrosku gásrætur. Því að þessu, þessi kafla byrjar með flutningslítla skýringu um varmtækni, rústfangseign og viðstand við hituskok þremstærðaþroskaranna, og snýr síðan á rannsóknarframvinduna á CMAS-margföldunarviðmót og verndarþegar þremstærðaþroskaranna í kafla 4.

Eiginleiki varmísólar

Með þróun ávinna hafa háþrýnstæð gáshríður stouðið fram hörgri kröfu á innfærslutemperatúr hríða. Því er mjög mikilvægt að bæta við varmísólubragði hitarskyggubakkanna. Varmísólubragði hitarskyggubakkanna tengist efni, rúmuli og framleiðsluferli bakkanum. Auk þess mun notkunarumhverfi hitarskyggubakkanna einnig áhrifast á varmísólueiginleikunum þeirra.

Hitavarmuleiðni er á almennu notuð sem vurðunarvísir fyrir hitaverndarverkætti hitaþjálagalaga. Liu Yankuan og aðrir [48] bauðu upp 2 mol.% Eu3+ doppað YSZ lag með APS, og samanburður var gerður við YSZ lag, úr niðurstöðunum fannst að hitavarmuleiðni 2 mol.% Eu3+ doppaðs YSZ lags var lægri, þ.e. hitavernd 2 mol.% Eu3+ doppaðs YSZ lags var betri. Fundið er að rúmfræðilegar eiginleikar pórna í laginu hafa mikilvæga áhrif á hitavarmuleiðnina [49]. SUN og aðrir [50] framkvæmdust sameiningarstuðningur um hitavarmuleiðni og jafnvægisfastann þjálagalaga með ólíkum póruflokkum. Niðurstöðurnar sýna að hitavarmuleiðni og jafnvægisfasti þjálagalaga minnka sig með minnkun á stærð póranna, og hærri porós, lægri hitavarmuleiðni. Margar rannsóknir hafa sýnt að samanberið við EB-PVD lag, hefur APS lag betri hitavernd, vegna þess að APS lag hefur hærri porósi og lægri hitavarmuleiðni [51]. RATZER-SCHEIBE og aðrir [52] rannsókuðu áhrif lagdiktar EB-PVD PYSZ á hitavarmuleiðni, og niðurstöðurnar sýndu að lagdikti EB-PVD PYSZ áttist mikið við hitavarmuleiðnina, þ.e. lagdikti var einn af mikilvægum þáttum sem átti áhrif á hitaverndarverkætti þjálagalaga. Rannsóknarniðurstöðurnar Gong Kaisheng og aðra [53] sýna líka að innan þverslagsins fyrir raunverulegt notkunarlaga, er hitaverndarverkætti lagssamhengt við það og milliheiti umhverfis. Þó svo aukast hitaverndarverkætti þjálagalaga með aukun á dikti, þegar lagdikti heldur aukaðist til ákveðinnar gildi, er auðvelt að orða spennaupphafs í laginu, sem leiðir til fráumkomms á fyrr en ætlað. Því, til að bæta hitaverndarverkætti laginu og lengja tíma á notkun, þarf að regla lagdikti rétt.

Mót við rústun

Undir háhitalegri rústunarskilyrðum myndast auðveldlega lag TGO í varmhæðisvernaþakk. Áhrif TGO á varmhæðisvernaþakkið [54] hefur tvær hliðar: Á einni hlið, getur myndað TGO forðast því að syfja haldir í inni og lækkat ytri áhrifum á rústuna á samsetningu af hverfi. Á hin hlið, með samfelldri þykkun TGO, vegna stórt breytilegt kassa og stóru muninn milli hitavíddarkærrar hans og límaflötunar, er líka hægt að búa til stóra kreppu á móti hlutverkum síðan, sem mun gera það að þakk fer ósért. Því miðað við, til að framlengja lifandi varmhæðisvernaþakks, er nauðsynlegt að bæta mótvið rústun þakksins.

XIE et al. [55] rannsakaðu myndun og augunargangi TGO, sem var byggð á tveimur stöðum: fyrst, þétt α -Al2O3 þinni var mynduð á viðbótalagi, og síðan var porósur mikslatungustofa mynduð milli keramíkalyrsins og α -Al2O3. Niðurstöðurnar sýna að grundvallsstofan sem virkir á sprakkum í hitaverndasviði er porósur mikslatungustofa í TGO, ekki α -Al2O3. LIU og fjölmennt [56] tilboðu bætt aðferð til að ræsa vöxturhastann TGO með því að nota tölfræðileg stærðfræði á stressemótmælingum í tveimur skrefum, svo að nákvæmlega spárast lifandi hitnibryggja. Því má vöxturhast porous harmful mixed oxides stjórna til að halda tjaldstriði TGO á réttri hátti, til að forða fyrirmyndað brotni hitnibryggju. Niðurstöðurnar sýna að vöxtur TGO getur verið seintur með því að nota tvíkerstu keramíkubryggð, setja forsvarslagi á yfirborðinu af bryggðinni og bæta þéttleika yfirborðsins, sem bætir viðstöðu bryggðarinnar við rúning á nokkrum háttum. AN og fjölmennt [57] notuðu APS-þekkingu til að búa til tvo gerðir hitnibryggja: Vöxtur og ræsing TGO rannsakað var með jafnvægisrúningstestum á 1 100 ℃ . Fyrsta er YAG/YSZ tvíbeygjanleg flókagluggi (DCL TBC) og seinni er YSZ einbeygjanleg flókagluggi (SCL TBC). Niðurstöður rannsóknar sýna að myndun og vöxtur TGO fer í samræmi við lög hlutfræðilegra, eins og sýnt er á mynd 5: Eftir formúlu (1) ~ (8), myndast Al2O3 fyrst, svo myndast Y jóna svæðið yfirborðs Al2O3 TGO til að búa til mjög þunn lag Y2O3, og þeir tveir reaga með hverjum öðru til að búa til Y3Al5O12. Þegar Al jón verður minnkaður til ákveðins gildis, myndast annar metáldeildir í tengslalagið fyrir framan og eftir borð við því að mynda blandaðaflókana (Cr2O3, CoO, NiO og spinellaflokana o.s.frv.), fyrst myndast Cr2O3, CoO, NiO, og svo reaga með (Ni, Co) O og Al2O3 til að búa til (Ni, Co) Al2O4. (Ni, Co) O reagar með Cr2O3 til að búa til (Ni, Co) Al2O4. Samanburður við SCL TBC, er myndun og vöxtur TGO í DCL TBC hærr, svo að það hefur betri háhitalega efri rannsóknareinkenni. Xu Shiming og fjölmennt [58] notaðu magnetrón sprettingu til að setja þverfyllingu á ytraflat 7YSZ flókanna. Eftir hitaverkfræði α -Al2O3 síða var búin til með in-situ reaktsi. Rannsóknin sýndi að α -Al2O3 síða, sem var myndað á ytra hliðina af þéttuninni, gæti bætt viðmótarsamningu þéttunnar með að forðast diffrásíu syrfjöra íons. FENG og fjölmennt sýndu að lasermelting á ytra hlið YSZ þéttunar með APS gæti bætt viðmótarsamningu þéttunnar, hlutmiðlarlasarr er að lasermelting gæti bætt þéttunargildi þéttunnar, þannig að forsinir TGO vöxlinu.

Þéttni við hitastillingar

Þegar hlutir í heiti enda þjóðva hríðanna eru í notkun í háhiti umhverfi, lida þeir oft af hituskokkum sem verða af hrattu hituandstöðu. Því geta sambands hluti verið varnar með aukningu á motstandi hituskokka þermálbrynbeygingar. Motstandurinn við hituskokk þermálbrynbeygingar er venjulega prófaður með hitufærslu (hituskokk) próf, fyrst heldur við háhiti í einhvern tíma, og síðan fjarlægður fyrir loft/vatnkylingu sem er ein hitufærsla. Hituskokkmotstandurinn þermálbrynbeygingar er mettur með að bera saman fjölda hitufærsluaðgerða sem þekkingin fer eftir. Rannsóknir hafa sýnt að hituskokkmotstandur gradientarkerfi þermálbrynbeygingar sé betri, mjög vegna þess að þykkleikur gradientarkerfi þermálbrynbeygingar er minni, sem getur forsin hitustress í þekkingunni [60]. ZHANG og aðrar [61] gerðu hitufærslu próf við 1 000 ℃ á þremur gerðum af punkt, strik og rót thermal barrier coatings, sem sáðust með laser-þoppun á NiCrAlY / 7YSZ thermal barrier coating, og rannsókust hitastarfshæfileiki sprútantrauða fyrir myndaðar prufur og þrjár prufur með ólíkri útlit eftir laser-þátta. Niðurstöðurnar sýna að punkt-prófinn hafi besta hitastarfshæfileika og lengra hitasíuklaralíf en sprútan próf, tvisvar lágmarklegt. En hitastarfshæfileiki strikja- og rót-prófa er verri en sprútan próf, eins og sýnt er í mynd 6. Að einum, margar rannsóknir hafa sýnt að nokkur nýtt dekningamaterial hefur góðan hitastarfshæfileika, eins og SrAl12O19 [62] sem ZHOU og fjölmennt bauðu fram, LaMgAl11O19 [63] sem LIU og fjölmennt bauðu fram, og Sm2 (Zr0.7Ce0.3) 2O7 [64] sem HUO og fjölmennt bauðu fram. Því miður, til að bæta hitastarfshæfileiknum afothermalbarrieradekninga, auk þess að skilgreina og optuðu dekninguna, er mögulegt að leita og útbúa nýja efni með góðan hitastarfshæfileika.