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钛合金表面纳米热障涂层的制备与组织性能及其表面激光重熔的研究

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钛合金表面纳米热障涂层的制备与组织性能及其表面激光重熔的研究
论文目录
 
摘要第1-7页
ABSTRACT第7-16页
第一章 绪论第16-50页
  1.1 钛及钛合金第16-20页
    1.1.1 钛及钛合金概述第16-17页
    1.1.2 钛合金类型第17-18页
    1.1.3 钛合金的应用第18-20页
  1.2 钛合金表面高温防护第20-26页
    1.2.1 钛合金高温氧化与扩散行为第20-21页
    1.2.2 提高钛合金抗氧化性的措施第21-22页
    1.2.3 钛合金表面高温抗氧化及隔热涂层研究进展第22-26页
  1.3 热障涂层第26-35页
    1.3.1 热障涂层概述第26-27页
    1.3.2 热障涂层材料体系第27-29页
      1.3.2.1 陶瓷层材料第27-28页
      1.3.2.2 粘结层材料第28-29页
    1.3.3 热障涂层结构体系第29-30页
    1.3.4 热障涂层的制备第30-33页
      1.3.4.1 等离子喷涂第30-32页
      1.3.4.2 电子束物理气相沉积第32-33页
    1.3.5 热障涂层的失效机理第33-35页
      1.3.5.1 热应力第34页
      1.3.5.2 热生长氧化膜第34-35页
      1.3.5.3 其他因素第35页
  1.4 纳米氧化锆涂层的研究第35-37页
    1.4.1 氧化锆纳米结构的稳定性第35-36页
    1.4.2 等离子喷涂纳米氧化锆涂层的研究进展第36-37页
  1.5 等离子喷涂陶瓷层的激光重熔研究第37-39页
  1.6 论文研究意义、目的与内容第39-41页
参考文献第41-50页
第二章 钛合金表面等离子喷涂纳米热障涂层第50-86页
  2.1 引言第50-51页
  2.2 实验过程第51-55页
    2.2.1 试样原材料与涂层的制备第51-52页
    2.2.2 组织形貌表征与性能测试第52-55页
      2.2.2.1 微观组织形貌观察与相分析第52-53页
      2.2.2.2 表面粗糙度测定第53页
      2.2.2.3 微观力学性能第53-55页
      2.2.2.4 结合强度第55页
  2.3 结果与讨论第55-82页
    2.3.1 等离子喷涂对钛合金基体的影响第55-59页
      2.3.1.1 钛合金基体的微观组织变化第55-58页
      2.3.1.2 维氏显微硬度第58-59页
    2.3.2 粘结层第59-61页
      2.3.2.1 微观组织形貌与显微硬度第59-61页
      2.3.2.2 相组成第61页
    2.3.3 陶瓷层制备第61-79页
      2.3.3.1 微观组织形貌第61-70页
      2.3.3.2 物相分析第70-74页
      2.3.3.3 表面粗糙度第74-75页
      2.3.3.4 微观力学性能第75-79页
    2.3.4 钛合金表面纳米热障涂层的结合强度第79-82页
  2.4 本章小结第82页
参考文献第82-86页
第三章 纳米热障涂层的热物理性能与隔热性第86-102页
  3.1 引言第86页
  3.2 实验过程第86-88页
    3.2.1 性能检测第86-87页
    3.2.2 隔热效果试验第87-88页
      3.2.2.1 试样制备第87页
      3.2.2.2 隔热试验第87-88页
  3.3 结果与讨论第88-100页
    3.3.1 氧化锆陶瓷涂层的孔隙率第88-89页
    3.3.2 氧化锆陶瓷层热物理性能第89-96页
      3.3.2.1 热膨胀系数第89-92页
      3.3.2.2 导温系数第92-93页
      3.3.2.3 导热系数第93-96页
    3.3.3 涂层隔热效果第96-100页
      3.3.3.1 试验现象分析第96-98页
      3.3.3.2 隔热效果讨论第98-100页
  3.4 本章小结第100页
参考文献第100-102页
第四章 等离子喷涂热障涂层残余应力分析第102-137页
  4.1 引言第102页
  4.2 等离子喷涂热障涂层系统残余应力分析第102-116页
    4.2.1 残余应力溯源第102-104页
    4.2.2 热障涂层系统残余应力理论分析第104-116页
      4.2.2.1 等离子喷涂过程中热障涂层淬火应力分析第104-112页
      4.2.2.2 热物理性能失配热应力第112-114页
      4.2.2.3 常温下等离子喷涂态热障涂层中总应力分布第114-116页
  4.3 陶瓷涂层表面宏观残余应力测试第116-118页
    4.3.1 X 射线衍射法测试表面宏观残余应力理论背景第116-118页
    4.3.2 试样制备第118页
    4.3.3 组织形貌观察与表面宏观残余应力测试第118页
  4.4 钛合金表面热障涂层残余应力分析与讨论第118-132页
    4.4.1 陶瓷涂层中的微裂纹观察第118-120页
    4.4.2 陶瓷涂层表面残余应力第120-122页
    4.4.3 残余应力理论分析讨论及与实验数据的比较第122-132页
      4.4.3.1 淬火效应形成残余应力的分布第122-125页
      4.4.3.2 热膨胀系数失配导致残余应力的分布第125-129页
      4.4.3.3 与其他分析模式的比较第129-130页
      4.4.3.4 残余应力分析值与实验值的比较分析第130-132页
  4.5 本章小结第132-133页
参考文献第133-137页
第五章 钛合金表面纳米热障涂层的抗热震性能第137-165页
  5.1 引言第137-138页
  5.2 抗热震性能试验第138-139页
    5.2.1 试样制备第138页
    5.2.2 热震试验第138页
    5.2.3 组织表征第138-139页
  5.3 结果与讨论第139-160页
    5.3.1 常规与纳米热障涂层的热震失效分析第139-154页
      5.3.1.1 热震试验结果第139-140页
      5.3.1.2 热震失效后的陶瓷涂层相结构分析第140页
      5.3.1.3 热生长氧化物分析第140-144页
      5.3.1.4 微观组织结构观察第144-152页
      5.3.1.5 热震温度对纳米热障涂层寿命的影响第152-153页
      5.3.1.6 陶瓷层厚度对纳米热障涂层热震寿命的影响第153-154页
    5.3.2 粘结层/钛合金基体热震后的界面分析第154-160页
      5.3.2.1 界面微观形貌第154-155页
      5.3.2.2 界面元素分布第155-156页
      5.3.2.3 逐层XRD 物相分析第156-157页
      5.3.2.4 扩散反应层分析第157-160页
  5.4 本章小结第160-161页
参考文献第161-165页
第六章 纳米热障涂层表面激光重熔第165-197页
  6.1 前言第165页
  6.2 实验过程第165-169页
    6.2.1 试样准备第165-166页
    6.2.2 涂层表面的激光重熔第166-168页
    6.2.3 组织形貌与相的表征第168-169页
    6.2.4 热震试验第169页
  6.3 结果与讨论第169-192页
    6.3.1 激光重熔试样的表面形貌与粗糙度第169-175页
      6.3.1.1 表面网状微裂纹第169-171页
      6.3.1.2 表面凹坑第171-172页
      6.3.1.3 表面粗糙度第172-173页
      6.3.1.4 激光重熔层熔深与熔宽的变化第173-175页
    6.3.2 微观组织形貌第175-185页
      6.3.2.1 表面形貌第175-176页
      6.3.2.2 截面形貌第176-182页
      6.3.2.3 激光重熔层中的分割裂纹第182-185页
    6.3.3 激光重熔陶瓷层相分析第185-187页
    6.3.4 表面激光重熔纳米热障涂层的抗热震性能第187-192页
      6.3.4.1 热震寿命及失效形式第187-188页
      6.3.4.2 热震失效表面及截面形貌第188-190页
      6.3.4.3 热震失效表面的相分析第190-191页
      6.3.4.4 激光表面重熔纳米涂层热震失效机制第191-192页
  6.4 本章小结第192-193页
参考文献第193-197页
第七章 主要结论及创新点第197-200页
致谢第200-201页
攻读博士学位期间发表的学术论文、申请专利及荣获奖励第201-203页

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