等离子喷涂ZrC基涂层逐道逐层沉积残余应力模拟与实验验证

论文摘要

采用商用ANSYS14.5软件,依据复合梁增层力学模型,采用逐道逐层累积模型模拟了C/C复合材料表面等离子喷涂ZrC基涂层沉积残余应力的特征,分析了SiC过渡层、第二相(SiC, MoSi2)和涂层厚度对ZrC基涂层残余应力的影响,并进行了实验验证。结果表明,SiC过渡层有效缓解了涂层与基体的热失配应力。涂层体系的应力随着涂层厚度的增加逐渐减小,符合应力松弛和叠加规律。在涂层内部的径向应力以拉应力为主,基体中主要为压应力,且在界面边缘存在压应力集中的极限区域,易使涂层产生裂纹并沿界面扩展。该模拟采用逐道逐层累积的方法更逼近实际喷涂过程,能更准确预测涂层的残余应力。

论文目录

• 1 残余应力的理论模型
• 2 有限元建模
•   2.1 几何模型
•   2.2 模型假设
•   2.3 物理模型
•   2.4 材料热物理性能
• 3 结果分析与验证
•   3.1 径向应力
•     3.1.1 无SiC过渡层
•     3.1.2 有SiC过渡层
•   3.2 轴向应力
•   3.3 剪切应力
•   3.4 等效应力
•   3.5 实验结果分析
•   3.6 涂层的分层失效机制
• 4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 谢玲玲,牛亚然,王亮,陈文亮,郑学斌,黄贞益

关键词: 等离子喷涂,基涂层,有限元模拟,逐道逐层沉积,残余应力

来源: 无机材料学报 2019年07期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 材料科学

单位: 南京航空航天大学机电学院,中国科学院上海硅酸盐研究所特种无机涂层重点实验室,安徽工业大学冶金工程学院

基金: 中国科学院上海硅酸盐所重点实验室开放基金(KLICM201309),安徽省高校自然科学研究重点项目(KJ2017A804)~~

分类号: TB33;TB306

页码: 768-774

总页数: 7

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