液态喷涂高温可磨耗封严涂层成形机理及服役行为

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51671180
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    60.0万
  • 负责人：
    杜令忠
  • 依托单位：
    中国科学院过程工程研究所
  • 学科分类：
    E0103.金属材料使役行为与表面工程
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2020-12-31

项目摘要

The high-temperature abradable coating is the key technology of the aero engine and gas turbine. It can reduce the gas leak and increase the efficiency of the equipment. The conventional ceramic coating is limited by its high hardness and poor abradability. A new preparation method of solution-suspension plasma spray technology is proposed in the paper. The YSZ strengthened YSZ coating is manufactured by the multiscale design, process intensification and structure tailoring. It can reconcile the contradictions between the abradability and erosion resistance. The structure activity relationships can be built through the systematic study of formation process, service properties, interfacial compatibility and failure mechanism. New design guideline is built up to support the development of the high-temperature abradable coating.
高温可磨耗封严涂层是先进航空发动机和燃气轮机的关键核心技术，能够有效减少气体泄漏，提高发动机的效率。传统的陶瓷基可磨耗封严涂层硬度高，可磨耗性差，本项目提出一种新型的液态前驱体-悬浮液等离子喷涂技术，通过多尺度结构设计、制备过程强化及组织结构调控，制备氧化锆增强氧化锆的复相陶瓷涂层，有效协调可磨耗性与抗冲蚀等性能之间的矛盾。通过涂层成形机理、服役行为及失效规律的系统研究，揭示元素扩散、氧化、腐蚀、应力等破坏涂层物理化学相容性的作用机制，建立涂层成分-结构-服役行为-失效机理之间的构效关系，提出涂层性能优化策略，为高温可磨耗封严涂层的开发与应用提供技术支撑。

结项摘要

高温可磨耗封严涂层是制约航空发动机性能的关键核心技术。项目针对传统陶瓷基可磨耗封严涂层硬度高、可磨耗性差的难题，提出一种新型的液态前驱体-悬浮液等离子喷涂技术，通过多尺度结构设计、工艺过程强化及微观组织结构调控等，制备了氧化锆增强氧化锆的复相纳米陶瓷涂层，并考察了涂层在高温服役条件下的抗热震、抗氧化和耐熔盐腐蚀性能，建立了涂层成分-结构-服役行为-失效机理之间的关系。研究结果表明，新型的液态前驱体-悬浮液等离子喷涂涂层孔隙率高达30%，表面洛氏硬度HR15Y=57，涂层结合强度达到3.7MPa，纳微孔协同作用展现了优良的抗热震和抗氧化性能，在航空发动机和燃气轮机等领域具有了广阔的应用前景。项目研究期间共发表论文18篇，其中SCI/EI共15篇，会议论文1篇，申请专利5项，培养博士后3名，博士研究生3名，硕士研究生1名。

项目成果

期刊论文数量（17）
专著数量（0）
科研奖励数量（1）
会议论文数量（1）
专利数量（5）
A novel technology of Sol precursor plasma spraying to obtain the ceramic matrix abradable sealing coating
溶胶前驱体等离子喷涂陶瓷基耐磨密封涂层新技术
  • DOI：
    10.1016/j.matlet.2019.05.079
  • 发表时间：
    2019-10
  • 期刊：
    Materials Letters
  • 影响因子：
    3
  • 作者：
    Wang Z.;Du L.;Lan H.;Huang C.;Zhang W.
  • 通讯作者：
    Zhang W.
Formation mechanism of the lubrication film on the plasma sprayed NiCoCrAlY-Cr2O3-AgMo coating at high temperatures
等离子喷涂NiCoCrAlY-Cr2O3-AgMo涂层高温润滑膜形成机理
  • DOI：
    10.1016/j.surfcoat.2017.03.065
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Surface & Coatings Technology
  • 影响因子：
    5.4
  • 作者：
    Zhang Tiantian;Lan Hao;Huang Chuanbing;Du Lingzhong;Zhang Weigang
  • 通讯作者：
    Zhang Weigang
Preparation and characterization of YSZ abradable sealing coating through mixed solution precursor plasma spraying
混合溶液前驱体等离子喷涂YSZ耐磨密封涂层的制备及表征
  • DOI：
    10.1016/j.ceramint.2019.03.058
  • 发表时间：
    2019-06
  • 期刊：
    Ceramics International
  • 影响因子：
    5.2
  • 作者：
    Wang Z.;Du L.;Lan H.;Huang C.;Zhang W.
  • 通讯作者：
    Zhang W.
热喷涂涂层结合强度的冲击测量法
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    中国表面工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    姜祎;刘明;杜令忠;李雪辰;王晶晨
  • 通讯作者：
    王晶晨
High-Temperature Solid Lubricant Coating by Plasma Spraying Using Metal-Metal Clad Powders
金属-金属复合粉末等离子喷涂高温固体润滑涂层
  • DOI：
    10.1007/s11666-017-0591-0
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    Journal of Thermal Spray Technology
  • 影响因子：
    3.1
  • 作者：
    Zhang Tiantian;Lan Hao;Yu Shouquan;Huang Chuanbing;Du Lingzhong;Zhang Weigang
  • 通讯作者：
    Zhang Weigang

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其他文献

hBN含量对NiCr/Cr_3C_2-hBN复合涂层抗热震性能和氧化性能的影响
  • DOI：
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  • 发表时间：
    2015
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    中国表面工程
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    曹玉霞;黄传兵;杜令忠;张伟刚
  • 通讯作者：
    张伟刚
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Al/hBN等离子喷涂耐磨密封涂层的制备及性能
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2012-09
  • 期刊：
    Rare Metal Materials and Engineering
  • 影响因子：
    0.7
  • 作者：
    曹玉霞;刘伟;杜令忠;黄传兵;张伟刚
  • 通讯作者：
    张伟刚
高速电弧喷涂技术在工程中的应用与展望
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  • 发表时间：
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  • 期刊：
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    --
  • 作者：
    徐维普;徐滨士;张伟;王维国;杜令忠
  • 通讯作者：
    杜令忠
等离子喷涂NiCoCrAlY/Al2O3高温固体润滑耐磨涂层的抗氧化性能研究
  • DOI：
    10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.04.009
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    表面技术
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    曹玉霞;杜令忠;张伟刚;兰叶;黄传兵
  • 通讯作者：
    黄传兵
hBN含量对等离子喷涂NiCr/Cr_3C_2-hBN复合涂层力学性能的影响
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    10.13251/j.issn.0254-6051.2015.06.038
  • 发表时间：
    2015
  • 期刊：
    金属热处理
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    曹玉霞;杜令忠;张伟刚;兰叶;黄传兵
  • 通讯作者：
    黄传兵

其他文献

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杜令忠的其他基金

新型高温耐磨自润滑涂层材料研制及组织结构表征
  • 批准号：
    50901071
  • 批准年份：
    2009
  • 资助金额：
    21.0 万元
  • 项目类别：
    青年科学基金项目

相似国自然基金

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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