《熱障塗層中熱生長氧化物的固體反應流理論》是依託西安交通大學，由張偉旭擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：熱障塗層中熱生長氧化物的固體反應流理論
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：張偉旭
- 依託單位：西安交通大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
固體反應流指包含化學反應的固體塑性流動理論。不同的化學反應機理對應的反應流理論也有區別。目前關於鋰電池與凝膠等化學反應變形方面已經有相應的固體反應流理論。然而金屬氧化與塑性變形的固體反應流理論並未完全建立。金屬氧化有以下特點導致其反應流理論的特殊性：（1）反應過程中氧化物相與匪照碑金屬相相共存，存在相邊界；（2）反應在氧化物中發生；（3）隨反應的進行，合金的氧化物可發生相變。熱障塗層中TGO生長流動過程是典型的固體反應流過程。本研究擬建立熱障塗層中TGO生長與變形的固體反應流理論。該理論滿足Wagner氧化理論，包含化學-熱-力耦合關係，並能夠計及固體反應中的相變。首先通過實驗分析TGO中的反應機理、形貌、及應力分布。利用Gibbs化學熱力學原理建立固體反應習記重頁流本構，預測TGO的反應流動，並用殃敬實驗測試結果進行校核。該理論將不僅適用於熱障塗層立朵棄洪中TGO的反應流動，也適用於其他存在相分離的固體反應流動。
結題摘要
重型燃氣輪機服役周期長，啟停次數少，其高溫葉片熱障塗層長期處於等溫氧化環境中，熱生長氧化物不寒踏雄斷生長累積，形成巨大的生長應力，其對熱障塗層失效的影響不可忽略。本項目通過對熱障塗層粘結層的氧化實驗，發現了氧化鋁生長的相變規律及應力影響規律；建立了計算模型，分析了熱生長氧化物生長速度對界面強度的影響，指出了TGO生長速度是造成重型燃氣輪機熱障塗層失效的關鍵因素；建立了理論模型，分析了熱障塗層諒虹殃界面損傷發生後，溫愚微定度和熱應力的分布規律，為熱障塗層壽命評估與檢測提供了依據。通過此項目的進行，明確了重型燃氣輪機與航空發動機熱障塗層的服役特徵及設計指標的差別，為有針對性地改進重型燃氣輪機熱障塗層提供了依據。
