一种多层复合结构热障涂层厚度预测计算方法技术

本发明专利技术是一种预测和计算多层复合结构热障涂层厚度的方法，属于金属基材工件表面热障涂层厚度计算预测技术领域。金属基材工件上涂覆热障陶瓷涂层是提高工件热服役性能的重要手段，可减缓工件的表面温度快速上升并延长工件的服役寿命。本涂层厚度预测计算方法，能够优化工件基材表面涂层制备工艺参数，进而提高涂层的均匀性和抗热冲击性能。本发明专利技术针对金属基材表面多陶瓷层复合结构热障涂层的材料属性、结构类型和服役特点，基于量子力学和等效热阻理论提出一种多层结构热障涂层厚度预测计算方法，该方法适合对弹性模量和热导率不同的多种陶瓷材料构成的金属基体表面多层级复合结构热障陶瓷涂层厚度计算与预测。合结构热障陶瓷涂层厚度计算与预测。合结构热障陶瓷涂层厚度计算与预测。

【技术实现步骤摘要】
一种多层复合结构热障涂层厚度预测计算方法


[0001]本专利技术是一种预测和计算多层复合结构热障涂层厚度的方法，属于金属基材工件表面热障涂层厚度计算预测


技术介绍

[0002]金属基材工件上涂覆热障陶瓷涂层是提高工件热服役性能的重要手段之一。利用热障涂层延缓和阻隔燃气热流量向高温金属材料传导，对基材工件进行隔热保护，可减缓基材工件的表面温度快速上升，保护基材表面免受热冲击损伤，能够在更高的使用环境温度下运行，并延长工件的服役寿命。
[0003]多层复合陶瓷结构的热障涂层的表层具有隔热、抗腐蚀、抗颗粒冲击等作用，而底层陶瓷一般用来缓解表面陶瓷层、粘结层、金属基体之间因热膨胀系数差异而产生的热应力，以提高涂层的整体韧性，这样既能发挥底层涂层热膨胀系数大、断裂韧性高等优点。而准确的涂层厚度预测计算方法能够对涂层厚度进行可靠的预测，优化工件基材表面热障涂层制备工艺参数，进而提高涂层的均匀性和抗热冲击的性能。
[0004]本专利技术针对金属基材表面多陶瓷层复合结构热障涂层的材料属性、结构类型和服役特点，基于量子力学和等效热阻理论本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.本发明提供了一种多层复合结构热障涂层厚度预测计算方法，包括以下步骤：S1：根据复合结构热障涂层各层级材料的基本属性，计算对应的材料单位原子的平均质量计算公式如下：式中，为涂层各层级材料单位原子的平均质量，M为摩尔质量，m为分子式中原子的个数，N
A
为阿伏伽德罗常数，i为多层级热障陶瓷涂层的层级数量，通常情况下i取值范围为2～4；S2：热障涂层的弹性模量E
i
的大小，受到涂层制备时基材表面距离喷头或靶材的距离D影响，涂层弹性模量E
i
求解需要实验得到的数据进行参数拟合如下：E
i
＝aD2+bD+c式中，E
i
为第i层涂层加工制备后的弹性模量，D为基材表面距离喷头或靶材的距离，a、b、c为弹性模量二次多项式拟合系数；S3：在第i层热障涂层加工制备时，基材表面距离喷头或靶材的距离D会影响涂层的实际密度ρ
i
，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李雅峰，高洪飞，王磊，纪铮钊，鹿峰源，邹子春，伊鹏，崔悦，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：