热障涂层热力化耦合场同步辐射原位表征装置制造方法及图纸

技术编号:44367135 阅读:11 留言:0更新日期:2025-02-25 09:46
本发明专利技术涉及一种热障涂层热力化耦合场同步辐射原位表征装置,包括基座以及设于所述基座上的拉伸仪、加热装置、冷却装置和送粉装置,所述拉伸仪用于对样品施加拉伸载荷,所述加热装置用于加热所述样品,所述冷却装置用于冷却所述样品的背面,以使所述样品的背面温度低于所述样品的正面温度,并使所述样品的内部具有温度梯度;所述送粉装置用于向所述样品提供粉末,以使所述样品处于所述粉末的腐蚀状态。本发明专利技术的热障涂层热力化耦合场同步辐射原位表征装置可同时模拟热障涂层的高温、热梯度、拉伸载荷和腐蚀服役环境,与真实服役环境十分贴近。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及热障涂层原位实验,更具体地涉及一种热障涂层热力化耦合场同步辐射原位表征装置


技术介绍

1、近些年随着航空发动机涡轮前进口温度的提高,热障涂层(tbcs)作为热端部件的重要防护材料,对提高发动机的推重比和热效率起着关键性的作用。这些陶瓷涂层降低了来自超高速和极端高温燃气对底层高温合金的热冲蚀,具有降低高温合金表面温度产生大温度梯度的低热导率以及耐高温持久性。这些优异的性能有利于提高高温部件的服役性能和延长使用寿命。为了剖析涂层的失效模式以及提高涂层的耐久性,进行了广泛的研究。然而,常规的研究方法不利于对工作于高温高载荷和大温度梯度中的tbcs做出实际服役环境下的判断。所以需对tbcs服役的极端环境进行实验室复现以用来研究近似服役环境下tbcs的行为演变和失效进展。

2、tbcs的失效主要集中于高温氧化环境带来的各层之间的热失配和外来物的腐蚀等。之前的研究对在实验室复现tbcs的服役环境做出了一些贡献。对于不同失效状态的tbcs进行了不同的模拟实验,包括静态的长时间的热暴露、高频次的热循环、带载荷的热机械疲劳以及火山灰等颗粒的腐蚀等本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种热障涂层热力化耦合场同步辐射原位表征装置,其特征在于,包括基座以及设于所述基座上的拉伸仪、加热装置、冷却装置和送粉装置,所述拉伸仪用于对样品施加拉伸载荷,所述加热装置用于加热所述样品,所述冷却装置用于冷却所述样品的背面,以使所述样品的背面温度低于所述样品的正面温度,并使所述样品的内部具有温度梯度;所述送粉装置用于向所述样品提供粉末,以使所述样品处于所述粉末的腐蚀状态。

2.根据权利要求1所述的热障涂层热力化耦合场同步辐射原位表征装置,其特征在于,所述拉伸仪包括外框和驱动机构,所述外框具有安装腔,所述安装腔内设有滑板、第一夹具和第二夹具,所述滑板与所述外框滑动连接,所述...

【技术特征摘要】

1.一种热障涂层热力化耦合场同步辐射原位表征装置,其特征在于,包括基座以及设于所述基座上的拉伸仪、加热装置、冷却装置和送粉装置,所述拉伸仪用于对样品施加拉伸载荷,所述加热装置用于加热所述样品,所述冷却装置用于冷却所述样品的背面,以使所述样品的背面温度低于所述样品的正面温度,并使所述样品的内部具有温度梯度;所述送粉装置用于向所述样品提供粉末,以使所述样品处于所述粉末的腐蚀状态。

2.根据权利要求1所述的热障涂层热力化耦合场同步辐射原位表征装置,其特征在于,所述拉伸仪包括外框和驱动机构,所述外框具有安装腔,所述安装腔内设有滑板、第一夹具和第二夹具,所述滑板与所述外框滑动连接,所述第一夹具与所述外框固定连接,所述第二夹具与所述滑板固定连接,所述样品的两端分别与所述第一夹具和所述第二夹具固定,所述驱动机构固定在所述外框上并与所述滑板相连,用于驱动所述滑板相对于所述外框滑动,以向所述样品施加拉伸载荷。

3.根据权利要求2所述的热障涂层热力化耦合场同步辐射原位表征装置,其特征在于,所述第二夹具上设有力传感器,所述力传感器与所述样品同轴,用于测量所述样品受到的拉伸载荷的大小。

4.根据权利要求2所述的热障涂层热力化耦合场同步辐射原位表征装置,其特征在于,所述驱动机构包括电机和至少一个滚珠丝杠结构,所述滚珠丝杠结构包括丝杆和螺母,所述电机与所述丝杆相连,所述丝杆安装在所述外框上,所述螺母与所述丝杆螺纹连接,所述滑板与所述螺母固定连接。

5.根据权利要求4所述的热障涂层热力化耦合场同步辐射原位表征装置,其特征在于,所述驱动机构包括皮带传动机构和三个滚珠丝杠结构,所述皮带传动机构包括第一皮带轮、第二皮带轮、第三皮带轮和皮带,所述皮带分别绕设在所述第一皮带轮、所述第二皮带轮和所述第三皮带轮上,所述电机与所述第一皮带轮相连,所述第一皮带轮、所述第二皮带轮和所述第三皮带各自与一个滚珠丝杠结构的丝杆相连。

6.根据权利要求1所述的热障涂层热力化耦合场同步辐射原位表征装置,其特征在于,还包括温度测量装置,所述温度测量装置用于测量所述样品的正面温度;所述样品的背面设有热电偶,所述热电偶用于测量所述样品的背面温度。

7.根据权利要求1所述的热障涂层热力化耦合场同步辐射原位表征装置,其特征在于,所述加热装置包括燃气喷枪和点火器,所述燃气喷枪的喷嘴对准所述样品的正面,用于向所述样品喷射燃气;所述点火器的点火头靠近所述样品的正面,用于点燃所述喷嘴喷出的燃气,以形成喷射火焰。

8.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员:周汝豪孙波高兴宇邰仁忠
申请(专利权)人:中国科学院上海高等研究院
类型:发明
国别省市:

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