11.1  引言

11.1 引言

随着航空航天技术的发展,热端部件的使用温度要求越来越高,已达到高温合金及单晶材料的极限状况,以燃气轮机的受热部件如喷嘴、叶片和燃烧室为例,它们处于高温氧化和高速气流冲蚀等恶劣环境中,承受温度达11000℃,已超过镍合金使用的极限温度,因此必须采取相应措施。

热障涂层(Thermal Barrier Coating,TBC)又称为隔热涂层,是一种起到隔热作用的功能涂层,通常采用导热系数相对很低的材料,用合适的技术涂覆于高温工作的部件表面,从而避免高温工作介质直接作用在金属基体表面,以良好的隔热性能降低部件表面的温度,成为高温介质加热金属基体表面的屏障,起到削弱热交换的作用,可以对基体形成有效的保护。热障涂层的力学模型现阶段主要包括:陶瓷层、粘结层和基体层的三层模型,陶瓷层、热生长层、粘结层和基体的四层模型以及功能梯度层模型。随着计算机技术和数值仿真技术的飞速发展,在前期大量实验数据的基础之上,对热障涂层的隔热性能进行数值分析可取得较为准确的结果,并可取代部分实验。本章实例详细介绍了用ANSYS进行热障涂层分析的步骤和方法。