Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Технология тугоплавких неметаллических материалов

Диссертационная работа:

Галлямов Ринат Талгатович. Разработка технологии получения и исследование свойств уплотнительных срабатываемых покрытий на основе стабилизированного диоксида циркония : диссертация... кандидата технических наук : 05.17.11 Екатеринбург, 2007 150 с. РГБ ОД, 61:07-5/3042

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 5

1. Уплотнение радиальных зазоров в ГТД. Требования к материалам и методы нанесения уплотнительного покрытия 8

1.1. Необходимость уплотнения радиальных зазоров в ГТД 8

1.1.1. Влияние изменения радиального зазора на характеристики ГТД 8

1.1.2. Регулирование радиального зазора путем создания специальных уплотнений 9

1.1.2.1. Современные системы уплотнений 9

1.1.2.2. Требования к уплотнительным материалам 11

1.1.2.3. Уплотнительные покрытия на основе металлических материалов 12

1.1.2.4. Уплотнительные покрытия на основе керамических материалов 17

1.2. Использование диоксида циркония в качестве материала покрытий 20

1.3. Синтез порошков стабилизированного диоксида циркония 24

1.4. Улучшение характеристик керамических покрытий путем армирования 30

1.5. Получение керамических покрытий на металлических подложках 39

2. Материалы для получения уплотнительных покрытий и методы их исследования 44

2.1. Методы исследования свойств порошков, материалов и покрытий 44

2.1.1. Определение насыпной плотности и плотности после утряски 44

2.1.2. Определение пикнометрической плотности 45

2.1.3. Определение текучести 45

2.1.4. Определение условной вязкости суспензии 46

2.2. Методы исследования уплотнительных материалов и покрытий 46

2.2.1. Исследование газоабразивной стойкости 46

2.2.2. Исследование триботехнических характеристик 47

2.2.3. Исследование жаростойкости 48

2.2.4. Измерение кажущейся пористости и плотности покрытий 48

2.2.5. Исследование термостойкости покрытий 50

2.3. Подготовка исходных материалов для получения уплотнительных покрытий 50

2.3.1. Получение порошков стабилизированного диоксида циркония 50

2.3.1.1. Получение укрупненных порошков 52

2.3.1.2. Влияние концентрации циркония и аммиака на свойства порошков 56

2.3.2. Механохимическое активирование порошков стабилизированного диоксида циркония 58

2.3.3. Получение укрупненного нитрида бора 67

2.3.4. Подготовка поверхности металлической подложки 73

2.3.4.1. Создание переходных слоев методом плазменного напыления 73

2.3.4.2. Отработка технологии крепления сетки к металлической подложке 74

3.Получение толстослойных керамических покрытий на основе Zr02-7%Y203 76

3.1. Покрытия на металлических подложках с предварительно нанесенным плазменным покрытием Zr02-7%Y203 77

3.2. Получение покрытий на металлических подложках, армированных сеткой 79

3.2.1. Формование покрытия методом шликерного литья и спеканием 79

3.2.1.1. Исследование влияния крупности дисперсных частиц и условий сушки покрытия на их качество 79

3.2.1.2. Исследование влияния влажности системы и дисперсности наполнителя на качество покрытия 81

3.2.2. Получение композиционных керамических покрытий из шликеров методом горячего прессования 87

4. Исследование свойств композиционных уплотнительных покрытий на основе Zr02-7%Y203 93

4.1. Определение пористости и плотности 94

4.2. Исследование газоабразивной стойкости 95

4.3. Исследование триботехнических характеристик композиционных* покрытий 98

4.4. Исследование жаростойкости покрытий 106

4.5. Оценка термостойкости покрытий 110

4.6. Построение регрессионных моделей характеристик уплотнительного покрытия 114

5. Опытно-промышленная технология получения уплотнительного композиционного покрытия на секторах статорной части ГТД 118

5.1. Армирование поверхности сектора 120

5.2. Подготовка шликера для нанесения уплотнительного покрытия 122

5.3. Формирование покрытия 124

5.3.1. Холодное прессование 124

5.3.2. Горячее прессование 126

5.3.3. Выводы 132

5.3.4. Список использованных источников 134

5.3.5. Приложение 150 

Введение к работе:

Основной тенденцией развития авиационного двигателестроения является увеличение эффективности, надежности и ресурса газотурбинных двигателей (ГТД). Повышение экономичности ГТД напрямую связанно с уменьшением внутренних потерь и ростом параметров в цикле (давления и температуры газа перед турбиной). Современные ГТД проектируются на давление воздуха в 3 МПа и температуру газа перед турбиной 2000°С [1]. Основным направлением в решении проблемы долговечности ГТД является разработка и применение качественно новых технологий. Практически большинство деталей горячего тракта ГТД не могут эксплуатироваться в течение заданного ресурса без надежных высокотемпературных покрытий. Это, прежде всего, жаростойкие покрытия типа (Ni, Co)-Cr-Al-Y и термобарьерные многослойные покрытия - Ni-Cr-Al-Y- Zr02-Y203.

Одним из эффективных способов повышения экономичности и надежности ГТД является уменьшение радиальных зазоров в проточной части газовой турбины. Снижение концевых потерь в радиальном зазоре достигается использованием бандажа, легко истирающихся вставок, сотовых уплотнений, наряду с которыми актуальным является использование покрытий. При этом эффективное регулирование величины радиального зазора может быть достигнуто только с использованием толстослойных покрытий, для которых выбор состава материала остается открытым. Использование для уплотнения металлических материалов вряд ли целесообразно, так как в случае возникновении трения между материалом уплотнения и торцевой кромкой пера рабочей лопатки возможно образование очагов схватывания. Часто это приводит к нарушению режима работы двигателя и выходу его из строя. Из керамических материалов наибольший интерес для уплотнительных покрытий представляют оксиды металлов.

Основная трудность нанесения керамических покрытий на основе тугоплавких оксидов состоит в необходимости применения высоких температур, уровень которых, как правило, недопустим для металлических основ. Основным методом, используемым в настоящее время для нанесения оксидной керамики на металлы без существенного нагрева основы, является плазменное напыление. Однако данный способ не позволяет наносить толстослойные (толщиной до 2 мм) покрытия, длительное время работающие в условиях термоциклирования. Таким образом, для дальнейшего прогресса в создании уплотнительных покрытий требуется использование принципиально новых подходов к технологии нанесения и выбору материалов покрытия.

Применение тех или иных способов нанесения качественных покрытий из оксидов предъявляет особые требования к исходным порошкам по химическому, фазовому, гранулометрическому составам и т.д. Последнее время в качестве материала покрытий для ГТД все больший интерес вызывает использование индивидуальных и смешанных оксидов, среди которых пристальное внимание уделяется диоксиду циркония. Традиционный метод получения стабилизированного диоксида циркония, основанный на спекании со стабилизирующей добавкой, последующим размолом и классификацией, не позволяет получить порошки с требуемой гомогенностью и чистотой. Данных недостатков лишен способ получения оксида путем совместного осаждения гидроксидов.

Для обеспечения требуемых функциональных свойств основного сплава с покрытием необходимо в условиях меняющихся температур согласовать свойства материалов покрытия и основы путем подбора состава покрытия. Особенно важно иметь оптимальное соотношение ингредиентов в покрытиях, которое наиболее полно удовлетворяет условиям эксплуатации изделия. Для уплотнительного покрытия основными воздействующими факторами являются: высокая температура, многократные теплосмены, коррозионная среда, газоабразивное и трибологическое воздействие.

Целью диссертационной работы является разработка эффективной технологии получения высокотемпературного композиционного покрытия уплотнительного назначения для газотурбинных двигателей. Для достижения этой цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. Разработка состава и технологии получения уплотнительного покрытия на никелевых жаропрочных сплавах.

2. Разработка системы армирования уплотнительного покрытия на основе стабилизированного диоксида циркония.

3. Разработка технологии получения укрупненных порошков стабилизированного диоксида циркония и нитрида бора для армирования уплотнительных покрытий.

4. Разработка технологии подготовки активированного стабилизированного диоксида циркония для создания матрицы покрытия.

5. Разработка технологии модифицирования поверхности металлической подложки армированием.

6. Исследование характеристик покрытий в зависимости от содержания компонентов в композиционных уплотнительных покрытиях. Определение оптимального состава покрытия, который наиболее полно удовлетворяет требованиям, предъявляемым к высокотемпературным уплотнительным материалам.

7. Разработка опытно-промышленной технологии получения уплотнительного покрытия на секторах разрезного кольца 1 ступени ТВД авиационного двигателя ПС-90А.

Подобные работы
Геворкян Аршалуйс Цолаковна
Разработка технологии получения шихты состава сортового стекла на базе ереванита
Пирогов Виктор Иванович
Разработка технологии получения термоантрацита в печах графитации
Самойлов Владимир Маркович
Получение тонкодисперсных углеродных наполнителей и разработка технологии производства тонкозернистых графитов на их основе
Шашкина Галина Алексеевна
Получение кальций-фосфатного покрытия микродуговым методом. Структура и свойства биокомпозита на основе титана с кальций-фосфатными покрытиями
Сакулина Ирина Владимировна
Огнеупоры из диоксида циркония для металлургии
Мишин Дмитрий Анатольевич
Состав высокоосновных алюмоферритных фаз и процессы клинкерообразования в присутствии диоксидов титана и циркония
Ботаева Лариса Борисовна
Разработка технологии изготовления металлокерамических изделий для медицины на основе титана с оксидными и кальций-фосфатными покрытиями
Васильева Наталья Феликсовна
Разработка технологии каменного литья повышенной термостойкости на основе пироксенового порфирита и доменного шлака
Шабардин Руслан Сергеевич
Разработка технологии радиационно-термического спекания литий-титановой ферритовой керамики
Заварина Светлана Викторовна
Разработка технологии светотеплозащитного окрашенного в массе флоат-стекла на основе применения разных видов соды

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net