C/SiC喷管及其超高温抗氧化涂层烧蚀行为模拟研究
白瑀1; 汤富领1; 杨彦龙1; 薛红涛1; 曹生珠2; 张凯峰2
2019
Source Publication表面技术
ISSN1001-3660
Volume48Issue:11Pages:305-311
Abstract目的提高C/SiC材料发动机喷管的高温抗烧蚀性能。方法基于质量、能量守恒和物性方程建立发动机喷管内燃气湍流模型,应用数值模拟方法计算喷管基体和各涂层的线烧蚀速率,并验证模型的准确性。通过比较不同种类涂层的抗烧蚀性能及涂层间匹配性,建立多元复合涂层体系,分析体系烧蚀行为及烧蚀机理,对HfO_2-ZrC-SiC-C/SiC四元体系在不同温度下的线烧蚀速率进行计算。结果Hf系、Zr系涂层抗氧化烧蚀性能优异,最大线烧蚀速率皆处于0.3~1.2 mum/s之间。HfO_2具有良好的抗烧蚀性能和自身稳定性。相较其他体系,HfO_2-ZrC-SiC-C/SiC体系喷管的喉部及扩散段线烧蚀率更低。体系在7 MPa下,分别在1700、 2100、2500、2900 K计算了线烧蚀速率,最大线烧蚀速率区域产生了迁移现象,各温度梯度线烧蚀速率分别提高了174%、20.22%、18.04%。结论HfO_2能够有效地降低喷管收敛段的烧蚀速率,且适合作为复合涂层体系最外层。温度升高明显加剧了化学反应烧蚀和机械剥蚀,高温度下机械剥蚀是烧蚀的主要因素。
Keyword超高温陶瓷涂层 烧蚀 C/SiC复合材料 发动机喷管 化学反应 数值模拟
Indexed ByCSCD
Language中文
WOS Research AreaMetallurgy & Metallurgical Engineering
WOS SubjectMETALLURGY METALLURGICAL ENGINEERING
CSCD IDCSCD:6625696
Document Type期刊论文
Identifierhttp://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/75532
Collection省部共建有色金属先进加工与再利用国家重点实验室
材料科学与工程学院
Affiliation1.兰州理工大学, 有色金属先进加工及再利用国家重点实验室, 兰州, 甘肃 730050, 中国
2.真空技术与物理国家重点实验室, 真空技术与物理国家重点实验室, 兰州, 甘肃 730000, 中国
First Author AffilicationLanzhou University of Technology
First Signature AffilicationLanzhou University of Technology
Recommended Citation
GB/T 7714
白瑀,汤富领,杨彦龙,等. C/SiC喷管及其超高温抗氧化涂层烧蚀行为模拟研究[J]. 表面技术,2019,48(11):305-311.
APA 白瑀,汤富领,杨彦龙,薛红涛,曹生珠,&张凯峰.(2019).C/SiC喷管及其超高温抗氧化涂层烧蚀行为模拟研究.表面技术,48(11),305-311.
MLA 白瑀,et al."C/SiC喷管及其超高温抗氧化涂层烧蚀行为模拟研究".表面技术 48.11(2019):305-311.
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