環(huán)境障涂層
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時間：2026-03-02
環(huán)境障涂層的實例教程
航空發(fā)動機服役環(huán)境極為苛刻，包括高溫氧化、水氧腐蝕、粒子沖蝕等多重因素耦合作用。針對未來航空發(fā)動機陶瓷基復(fù)合材料熱端部件環(huán)境障涂層，其主要面臨環(huán)境腐蝕物侵蝕的挑戰(zhàn)。目前，環(huán)境障涂層通常采用大氣等離子噴涂、等離子噴涂-物理氣相沉積方法來制備，但鑒于其沉積機理，涂層中避免不了存在少量的開孔及裂紋，這就為環(huán)境中的腐蝕介質(zhì)提供了滲透路徑，造成涂層失效。
來自廣東省科學(xué)院新材料研究所與西安交通大學(xué)的研究人員合作，提出了壓滲熔融鋁的方法來封堵涂層中的開孔及微裂紋，重點從熱力學(xué)角度分析了熔融鋁在孔隙中浸滲的困難性。結(jié)果表明，通過控制外壓可獲得良好的浸滲效果，這一研究結(jié)果有望為制備高致密環(huán)境障涂層提供新思路。相關(guān)論文以題為“Infiltrationthermodynamics in wrinkle-pores of thermal sprayed coatings”發(fā)表在Applied Surface Science (董琳為第一作者、劉梅軍和張小鋒為通訊作者)。
論文鏈接：
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433220336060
圖 TBCs的截面組織
該研究首先基于真實涂層的復(fù)雜孔隙結(jié)構(gòu)建立了開放孔隙幾何模型——“褶皺孔”，以及熔體浸滲的物理模型和數(shù)學(xué)模型。通過數(shù)學(xué)模型計算獲得了熔體能量隨浸滲深度的變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)在浸滲過程中熔體能量出現(xiàn)多個平衡態(tài)，只有克服平衡態(tài)之后的能壘，熔體才能繼續(xù)浸滲。進而通過計算驅(qū)動力、分力等，得知外壓降低能量、驅(qū)動浸滲，內(nèi)壓升高能量、阻礙浸滲，而造成能壘的主要因素是彎曲液面附加壓即毛細力，如圖1所示。
展開 <p>個人長期從事功能涂層/防護涂層設(shè)計及失效分析研究，在斷裂仿真方面累積十多年經(jīng)驗，在熱障涂層和環(huán)境障涂層方向研究上取得了很多成果，大家可以參考上兩個帖子，對于材料斷裂仿真、失效機理分析、新結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面具有獨特見解，在模型調(diào)試、分析技巧、收斂性輔助等方面有很多經(jīng)驗可以教學(xué)分享，長期收徒，長期教學(xué)，如有想短期內(nèi)提高斷裂分析技術(shù)或長期跟學(xué)探討學(xué)習(xí)的，可以加站內(nèi)私信我或者加V?，<span style="color: rgb(25, 27, 31);">132</span>另外7927涂層8359方向如果想學(xué)習(xí)如何設(shè)計、計算、分析、發(fā)表SCI論文，也可以溝通交流，長期跟學(xué)后基本可以保證1年發(fā)表1篇SCI論文，模擬需要用到的插件/子程序都免費分享和教學(xué)。
展開 <p>個人從事熱障涂層和環(huán)境障涂層涂層方向近十年，主要研究涂層的破壞機理和結(jié)構(gòu)設(shè)計，在國際知名期刊上已發(fā)表SCI論文30余篇，主持國自然、博后基金等多項課題，對相關(guān)子程序開發(fā)、模型建立、程序調(diào)試、論文書寫、投稿/修稿/審稿等有一定經(jīng)驗，現(xiàn)公開收徒自愿學(xué)習(xí)該方向的涂層研究者，也希望大家共同探討中能解決更多的學(xué)術(shù)難題，共同進步！下面附上一些論文題目及圖片，<span style="color: rgb(25, 27, 31);">有意向或感興趣的可以扣扣105*75*93*923、唯心132*7927*83*59。</span>與該方向無關(guān)者勿擾。</p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/upload/202305/c9791b01610242f4b3b9ae74dcd9a794.jpg" title="1.jpg" alt="1.jpg" style="max-width: 760px; width: 385px; height: 228px;" width="385" height="228" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202305/c9791b01610242f4b3b9ae74dcd9a794.jpg?image_process=/format,webp/resize,w_385" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202305/c9791b01610242f4b3b9ae74dcd9a794.jpg?
展開 我們在這種材料中增加了Pt，或者是單獨增加了一個貴金屬粘結(jié)層，這樣就創(chuàng)造了更高溫度下的粘結(jié)層使用環(huán)境，這種材料目前已經(jīng)開始應(yīng)用。這項研究在高溫材料領(lǐng)域是非常重要的，也是粘結(jié)層材料在世界范圍內(nèi)的一個新突破。
熱障涂層材料與3D 打印技術(shù)的相互結(jié)合，比如在制作粘結(jié)層合金過程中，3D 打印技術(shù)就非常適用，在今年啟動了云南省稀貴金屬材料基因工程，其中一項重要工作就是熱障涂層的粘結(jié)層部分由稀貴金屬材料來制作，主要的方式就是通過3D 打印/ 激光成形的方法在基體材料表面制備一層稀貴金屬材料，這樣就能實現(xiàn)耐高溫、抗氧化的性能。云南稀貴金屬材料基因工程的一大功能就是服務(wù)于我國航空航天領(lǐng)域，研發(fā)新型合金材料。
現(xiàn)在的合金成分越來越復(fù)雜，甚至有了8 元、10 元系的合金，人已經(jīng)無法完成工作量如此巨大的試驗工作，但是通過材料基因工程，我們就會很容易發(fā)現(xiàn)和研制出新的粘結(jié)層合金材料，可以整體實現(xiàn)熱障涂層對于航空發(fā)動機技術(shù)進步的推動作用。
航空制造網(wǎng)：云南省稀貴金屬材料基因工程重大科技項目于2018 年3 月啟動，您擔(dān)任計算與數(shù)據(jù)庫首席科學(xué)家，工作的主要內(nèi)容是什么？請談一下這個項目對于材料研究的重要意義？
馮晶：我主要負責(zé)的是稀貴金屬材料的計算以及數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，我們主要針對的是航空發(fā)動機超高溫合金的探索和開發(fā)。通過材料基因工程的方法，我們可以探尋之前人類根本無法解決的8 元系、10 元系合金。通過高通量計算和機器學(xué)習(xí)，以及利用數(shù)據(jù)庫的“元素”，我相信在未來，第一可以得到稀貴金屬材料高溫粘結(jié)層合金，第二我們有可能會在超高溫合金領(lǐng)域取得更大的突破，這樣超高溫合金就有望實現(xiàn)在1500 ～2000℃高溫環(huán)境下的直接應(yīng)用。
展開 
環(huán)境障涂層的相關(guān)專題、標簽、搜索
環(huán)境障涂層的最新內(nèi)容
<p>個人長期從事功能涂層/防護涂層設(shè)計及失效分析研究，在斷裂仿真方面累積十多年經(jīng)驗，在熱障涂層和環(huán)境障涂層方向研究上取得了很多成果，大家可以參考上兩個帖子，對于材料斷裂仿真、失效機理分析、新結(jié)構(gòu)設(shè)計等方面具有獨特見解，在模型調(diào)試、分析技巧、收斂性輔助等方面有很多經(jīng)驗可以教學(xué)分享，長期收徒，長期教學(xué)，如有想短期內(nèi)提高斷裂分析技術(shù)或長期跟學(xué)探討學(xué)習(xí)的，可以加站內(nèi)私信我或者加V?，<span style
<p>個人從事熱障涂層和環(huán)境障涂層涂層方向近十年，主要研究涂層的破壞機理和結(jié)構(gòu)設(shè)計，在國際知名期刊上已發(fā)表SCI論文30余篇，主持國自然、博后基金等多項課題，對相關(guān)子程序開發(fā)、模型建立、程序調(diào)試、論文書寫、投稿/修稿/審稿等有一定經(jīng)驗，現(xiàn)公開收徒自愿學(xué)習(xí)該方向的涂層研究者，也希望大家共同探討中能解決更多的學(xué)術(shù)難題，共同進步！
針對未來航空發(fā)動機陶瓷基復(fù)合材料熱端部件環(huán)境障涂層，其主要面臨環(huán)境腐蝕物侵蝕的挑戰(zhàn)。目前，環(huán)境障涂層通常采用大氣等離子噴涂、等離子噴涂-物理氣相沉積方法來制備，但鑒于其沉積機理，涂層中避免不了存在少量的開孔及裂紋，這就為環(huán)境中的腐蝕介質(zhì)提供了滲透路徑，造成涂層失效。
導(dǎo)語：
要想使航空發(fā)動機獲得更大的推重比，就必須提高發(fā)動機渦輪前的進口溫度，因此對航空發(fā)動機燃燒室、渦輪葉片等熱端部件的抗高溫能力的要求相應(yīng)提高。在基體合金表面涂覆熱障涂層是有效提升其抗高溫能力的途徑之一 。昆明理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院馮晶教授的團隊目前正在研究一種新型陶瓷熱障涂層材料，有望使我國的熱障涂層技術(shù)在國際上產(chǎn)生跨越式、領(lǐng)跑式的發(fā)展。（結(jié)尾有彩蛋！）
