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1、2023年先进热障涂层的综述 第一篇：先进热障涂层的综述 关于先进热障涂层的综述 摘要：在过去的几十年中，许多陶瓷材料都被作为新型的热障涂层材料，其中很大一部分都是氧化物。由于它独特的性能，这些新型化合物很难与最先进的热障涂层材料YSZ相媲美。另一方面，由于YSZ有一些缺点，尤其是在1200以上时它有限的高温性能使得在先进的燃气轮机中YSZ被其他材料所取代。 本篇文献是对不同新型涂层材料的综述，尤其是参杂氧化锆、烧绿石、钙钛矿和氯酸盐等材料。文献的结果还有由我们的探讨调查得出的结果都将同我们的要求相比较。最终，我们将探讨双层结构这个概念。它是一种克服新型热障涂层材料冲击韧性的方法 关键词： 热
2、障涂层、氧化锆、烧绿石、钙钛矿、氯酸盐、热导率 一、简介 TBC系统是典型的双层式结构，它包括金属粘结层和陶瓷顶层。粘结层是爱惜基层氧化和腐蚀的并有改善陶瓷层和基层之间结合强度的作用。陶瓷顶层相比金属机体而言拥有很低的热传导率，通过内冷发陶瓷层可以实现一个很大的温差度几百K。因此，它既可以降低金属基体的温度以提高部件的运用寿命又可以提高涡轮发动机的点火温度来提高它的工作效率。 自19世纪50年头第一个军用发动机搪瓷涂层的制造起热障涂层起先了工业化进展。在19世纪60年头，第一个带有NiAl粘结层的火焰喷涂陶瓷涂层应用于商业航空发动机上。接下来的几十年中，热障涂层材料和喷涂技术持续的进展。19世
3、纪80年头热障涂层迅猛进展。在这十年中，氧化钇稳定的氧化锆YSZ被认为是一种特殊的陶瓷顶层材料，因为它作为一个近30年来的标准而被确立。 根据沉积工艺的不同，已经确立了两种不同的方法。一种是电子束物理气相沉积EB-PVD，另一种是大气等离子喷涂APS。电子束物理气相沉积法制备的涂层拥有柱状显微结构并被广泛应用于航空发动机的高热机械载荷叶片中。同电子束物理气相沉积法相比，大气等离子喷涂以它的操作粗放度及经济可行性为傲，因此如今更多的TBC接受这种方法。典型静态部件，像燃烧器罐和叶片平台都是用APS进行喷涂。在固定的燃气轮机中，其叶片也常运用热喷涂的方法进行喷涂。 燃气涡轮机效率的进一步提升有赖于
4、燃烧及冷却技术的进步与更高的涡轮机入口温度相结合。这意味着由于在高温下烧结和相转变，标准材料YSZ必定会接近它的极限。 由EB-PVD和APS方法加工的YSZ包含亚稳态的T相。长时间处于高温下，它能够分解成高氧化钇相和低氧化钇相。后者在冷却过程中将会转变成为单斜晶相并伴随很大的体积增加，这将导致TBC的失效。公认的上限温度是1200。另外，由于有限的相稳定性以及烧结导致涂层应变公差的损失而降低了它的高温性能，因此涂层会过早的失效。 所以，在最近的几十年中，人们为了找寻比YSZ更好的陶瓷材料做了大量的工作。很多的综述性文献都包含这个主题。本文供应了这个领域中最新进展的概要。 二、烧绿石 为了在1
5、300以上的条件下服役，拥有烧绿石结构的TBC材料比YSZ有更具吸引力的性能。特别是一些锆酸盐烧绿石更低的热导率使得这类材料更加令人关注。同样，它们有着很不错的热稳定性，这可能与晶体中阳离子有着固定的位置有关。广泛的探讨中，烧绿石是稀土锆酸盐Ln2Zr2O7，其中Ln镧可以是La、Gd、Sm、Nd、Eu和Yb中的随便一个或是他们的混合物。一些以铪La2Hf2O7 和 Gd2Hf2O7和铈La2Ce2O7 and La2(Zr0.7Ce0.3)2O7)为基的材料同样也是备受关注的TBC材料。事实上，以铈为基的氧化物通常是一种有缺陷的萤石结构，这种结构使得阳离子的交换更加简洁，这也说明了为什么这些
6、材料有很高的烧结率。在La2Zr2O7中惨杂其他元素能够提高它的烧结阻力。 在烧绿石中，La2Zr2O7(LZ)是TBC应用最具前景的材料之一。因为它相比YSZ具有更加精彩的体特征，在2000以上时它具有不错的热稳定性能，热导率很低1.56 W/m K，烧结倾向也很低。但它也有缺点，它的热膨胀系数较低。YSZ的热膨胀系数为1011106 K1，LZ的热膨胀系数或许是9106 K1，由于热膨胀系数不匹配将导致较高的热应力。在这方面，Gd2Zr2O7更具有优势，它的热膨胀系数是1.1106 K1。 因为基体和粘结层都具有相当高的热膨胀系数(大约15106 K1)，由于工作过程中TBC中靠近粘结层的
7、位置的应力积累使得裂纹能很简洁的扩展。这可能就是为什么La2Zr2O7 和Gd2Zr2O7 单独作为陶瓷顶层材料时TBC的寿命很低的缘由。 在双层系统中图1,有一层YSZ层和一层由烧绿石材料制成的顶层。这种涂层在热循环测试中的寿命显著提高。 图1 锆酸镧/YSZ双层结构热障涂层的光学显微结构 在这种双层结构中，YSZ使它具有接近粘结层的韧性，顶层的烧绿石材料使涂层拥有低烧结和高温稳定性。这些基于烧绿石/YSZ的双层系统表现出的比YSZ优秀的高温性能从而有望应用于提高燃气轮机的热性能。图2 是运用以NiCoCrAlY为粘结层，IN738为基材并接受不同TBC系统进行喷涂的燃烧器所得到的试验结果。
8、在给定的循环条件下5分钟加热，2分钟冷却低空率的YSZ系统大约12%在1350以上时寿命明显降低。由于以上缘由，单层的TBC系统的表现更差。在尤利西探讨所，由La2Zr2O7 粉末通过喷雾枯燥制成的双层系统表现的更好并且能够提高TBC系统的高温性能超过100K。假如把之前试验中的试样换成商用Gd2Zr2O7，表现出的性能上稍差。另一方面，尤利西探讨所运用不同粉末的试验显示它有一个很好的循环寿命看图2。很明显，粉末的形态和成分对涂层的性能有重要的影响。 图2 把外表温度作为函数，不同TBC的系统的燃烧室热循环测试结果 尽管很多烧绿石材料相比于钙钛矿结构材料，运用热喷涂方法更简洁处理，但仍存在一些
9、问题。其中之一就是在喷涂过程中成分的损失。由于La2Zr2O7 中损失La2O3，导致不稳定ZrO2 的杂质相。这是不利于涂层的性能的。 尽管双层系统的高温性能很有前景，但还是有必要提升它的中文性能。Chen 提出 分级YSZ/La2Zr2O7 结构能够略微提高熔炉的循环寿命。另一方面，R.Vassen 的一个梯度测试探讨结果说明于分级结构相比，双层系统的性能比较好。 这两个相对立的结果可能是由于在梯度测试中，室温时涂层中的平均应力和储存弹性能量相比等温测试时有所降低所造成的。 由焙烧粉末50% La2Zr2O7 50% YSZ混合制成的YSZ和La2Zr2O7 双层系统的化学稳定性探讨中，在
10、1250以下的煅烧温度没有反应，这意味着La2Zr2O7 和 YSZ 由很好的化学适用性来制造双层TBC系统。 另一方面，烧绿石与铝的反应温度提高。因此，在长期运用过程中，粘结层上形成的氧化皮铝基，所谓的热生长氧化层(TGO)与烧绿石之间的反应是能意料到的。然而，这个问题由于双层结构而被避开了。 一些伴有腐蚀物的特定反应在一些案例中或许也是有好处的。最近，所谓的CMAS钙-镁-铝-硅攻击已经备受关注了。首先，在航空发动机高温作业时能够视察到这种损坏机制，由空气细碎片的吸入形成CMAS在TBC上沉积。在很高的外表温度下他们起先液化并且渗入到涂层中。在冷却过程中，它们凝固并且减小涂层的应变公差。像
11、Gd2Zr2O7的一些烧绿石能够与硅酸盐发生反应导致晶化，CMAS的渗透也会很早的停止。因此，相比YSZ，一些烧绿石能更好的对抗CMAS。 三、TBC的缺陷群 在这种新型的TBC材料中，向氧化锆中参杂不同的稀土阳离子。这种参杂形成参杂物聚集群像ZrO2Y2O3Nd2O3(Gd2O3,Sm2O3)Yb2O3(Sc2O3)系统，能够降低或许20 to 40%热导率。对于5.5 mol% Y2O32.25 mol% Gd2O32.25 mol% Yb2O3稳定的氧化锆其热导率从ZrO24.5 mol% Y2O3DF的2.3 到2.6 W/m/K降低至1.61.9 W/m/K.。对于8.5 mol%
12、Y2O30.75 mol% Gd2O30.75 mol% Yb2O3稳定的氧化锆其热导率为1.8 and 2.1 W/m/K。此外，参杂物能够提高涂层的热稳定性。与传统的YSZ相比，缺陷群集TBC的热导率随时间的增加显著地降低(例：1315时，传统YSZ热导率为2.9107，缺陷群集TBC热导率2.7106 W/m Ks)。这证明白它能够提高涂层的热稳定性。在相近的参杂物水平下，与传统的YSZ相比，它的热循环性能有所提升或与之相近。运用氧化锆或者氧化铪缺模型的缺陷群聚方法使高达1650的耐高温实力成为可能。 对于更高的参杂等级，立方相很稳定。同传统的78 wt.%氧化钇稳定的氧化锆相比，由于韧
13、性的降低我们能视察到它热循环性能有所降低。同烧绿石的探讨相像，双层结构能够显著改良其性能。在1135，进行45分钟/15分钟 加热/冷却 循环，涂层热循环寿命从300-400次提升到500-800次。四、六铝酸盐 磁铁铅矿结构的六铝镧酸盐常被用于激光技术、催化剂和磁学等领域。由于它的高熔点，高热膨胀系数，低热导率，优秀的长时间电阻烧结和高达1800结构稳定性等特点，这类材料在热障涂层应用中也有其优越性。它的组成式是(La,Nd)MAl11O19，其中M可以是 Mg Mn Zn Cr Sm。试验证明添加Li对其有利。其中最令人关注的是(La,Nd)MAl11O19，根据它的热物理性能和APS中出
14、现的问题已被广泛的探讨。由于从熔融态快速淬火，大气等离子喷涂涂层是部分非晶态。根据初始热处理再结晶发生在800到1200，它伴随涂层体积的大幅度降低。 大量关于六铝酸盐参杂物的热物理性能的探讨说明LnMgAl11O19(Ln=La, Gd, Sm, Yb)的热膨胀行只与La有关，而热导率可以通过共参来降低。 体积收缩归功于部分非晶六铝酸盐的晶化。这与逐步相变有关，包括由LaAlMg氧化物体系中形成的其次相。六铝酸盐相在1500以上形成。在1400以下能够视察到像LaAlO3这样典型的钙钛矿相。类似的结论也出如今更简洁LaAl11O18六铝酸盐中，由于动力学效应，在1650以下没有觉察纯六铝酸盐
15、相。我们认为低杨氏模量和高断裂韧性是这些涂层热循环寿命较长的缘由。这主要是因为六铝酸镧片晶的随机排列，这是均衡的微孔率的成因并降低了陶瓷的热导率。这种片晶形态依靠于样品的来源和成分。高横纵比的片晶使它的断裂韧性更高。 再结晶现象被认为是等离子喷涂沉积的六铝酸盐涂层最主要的缺点。人们始终在找寻它的代替方法。不幸的是，在溶胶-凝胶或浸渍技术中煅烧时温度的要求和电子束物理气相沉积中Mg的挥发会给沉淀过程带来一些困难，然而，等离子喷涂六铝酸盐涂层能生长出切割裂纹网络，这增加了涂层的应变公差进而产生了一个热冲抗力，在TBC应用中这是很有利的见图3。这可能归因于一个在联锁网络陶瓷块中的应力释放机制，类似于
16、一种在柔性砂石中觉察的一种机制。当把它用作双层TBC系统的顶层时，在高达1350的热梯度的燃烧室测试中具有很不错的寿命。最近，提出了运用由AL和六铝酸镧额分级复合材料来提高TBC的延展性和断裂韧性。 五、钙钛矿 这类ABO3的晶体结构是晶角原子共享的正八面体结构，它是刚性的。在固溶液中它能够容纳各种离子，包括大原子质量的离子。这种材料大多在高温下很稳定，这使得它们成为在进展TBC应用材料进展中备受关注的候选者。 5.1 锆酸盐 早期TBC应用的候选材料是BaZrO3。尽管它的溶化温度高达2600，但它的热稳定性和化学稳定性都很差，导致热循环测试中当外表温度为1200时涂层过早的失效。相比之下S
17、rZrO3，无论是作为单独的陶瓷顶层还是在双层结构中覆盖在YSZ层上，当高于1250的外表温度下它都有更好的热循环性能表现。在730左右的中温，它从斜方晶转变成为伪四方晶，这是我们不想看到的相变。通过参杂Gd或Yb可以抑制这样的相转变同时也可以提高涂层在高温下的热物理性能。另一方面，CaZrO3被认为是这类材料在TBC应用中的最新材料。尽管它的熔点比YSZ要低，它的热导率很低，只有2W/M.K。 5.2 困难形式 除了高熔点外，困难钙钛矿另一个值得关注的特性是B位阳离子的成序效应，它能够调整材料的性能。在大气等离子喷涂中，沉积的涂层常常表现为无序立方相这些无序立方相在高于1250热处理时能够转
18、变为有序的。在La(Al1/4Mg1/2Ta1/4)O3中也能视察到相像的成序效应。这种材料显示出更有前景的涂层性能，因为在等离子喷涂涂层中存在着垂直裂纹网络。运用这种材料作为双层结构的涂层的微观结构如图4所示。 尽管钙钛矿的整体特性很不错，但是它的韧性不如YSZ。在大气等离子喷涂过程中，由于氧化物蒸汽压的不同导致组成锆酸盐的非氧化锆成分以及困难钙钛矿中的氧化镁先蒸发。这种效应会导致不利于涂层性能的非化学计量相的沉积。最近的探讨说明，通过优化等离子喷涂参数来缩短粒子在等离子焰流中的时间能够使这种效应最小化。 然而等离子喷涂BaLa2Ti3O10时并没有视察到成分挥发的现象。这种钙钛矿有利于降低
19、热导率，这是因为在分层氧化物中的含有刚性多面体的不同平面之间存在着弱粘结面。在1200时它的热循环性能比过去的7YSZ要好，这是因为大气等离子喷涂涂层上的分割裂纹的存在，不存在因为非化学计量杂质相的沉积而所造成的缺点。 然而，进一步的试验需要证明具有相当低熔点的这类材料是否适用于超过1200的高温应用。 六、结论 在过去，我们探讨了很多不同的TBC材料。其热导率和热膨胀系数都列在表1中并在图5中有所标示。自不待言，烧绿石和缺陷群集材料占据着最令人关注的范围，即：低热导率及高膨胀系数。正如本文所述，这些材料在加工工程中没有出现很严峻的问题，这说明就目前而言，这些材料是最合适的。然而，今后的进展或
20、许会揭示其他材料的某些特性，如热循环性能和热稳定性。 其次篇：EB-PVD制备热障涂层完好介绍 电子束物理气相沉积(EB-PVD)技术制备热障涂层技术 黄升 摘要：本文介绍电子束物理气相沉积EB-PVD制备热障涂层技术，结合进展历程综述其技术原理、设备构造及工艺特点。 关键词：电子束物理气相沉积EB-PVD热障涂层 1 引言 当今航空涡扇发动机正朝高流量比、高推重比和高涡轮进口温度方向进展，这就使得发动机叶片所承受温度不断上升，据报道目前商用飞机燃气温度达1500 C、军用飞机燃气温度高达1700 C。而当前所运用镍基高温合金最高工作温度只能到达1200 C，并几乎已到达其运用温度上限，提升空
21、间极其有限。面对发动机运用的高温障碍，降低发动机叶片温度就成了极其关键的任务。热障涂层就是一种降温的有效途径见图1，自20世纪70年头初问世以来，受到广泛重视并快速进展成为高温涂层探讨的热点。 图1 涡轮叶片承温实力 所谓热障涂层Thermal Barrier Coatings, TBCs是指由金属缓冲层或者黏结层和耐热性好、隔热性好的陶瓷喜爱护功能层组成的层合型金属陶瓷复合涂层系统。一般由具有确定厚度和耐久性的陶瓷涂层、金属粘结层和承受机械载荷的合金组成。目前根据不同设计要求热障涂层具有如图2所示双层、多层、梯度系统三种结构形式。 图2 热障涂层结构示意图 而电子束物理气相沉积Electro
22、n bean-physical vapor deposition EB-PVD制备热障涂层TBCs是在20世纪80年头开发，近年来不断进展成熟起来的新技术，其运用高能电子束加热并汽化陶瓷源，陶瓷蒸汽以原子形式沉积到基体上而形成涂层。EB-PVD法制备的TBCs涂层外表光滑，有良好的动力学性能；涂层/基体的界面以冶金结合为主，结合力强，稳定性好。特别是其制备涂层组织为垂直基体外表柱状晶结构，具有很高的应变容限，较热喷涂制备涂层热循环寿命提升巨大。另外EB-PVD工艺技术精密，具有良好的可重复性。简而言之，EB-PVD法制备热障涂层是兼具优良性能和巨大应用潜力的前沿技术。2 EB-PVD技术进展历
23、程 EB-PVD技术是伴随着电子束与物理气相沉积技术的进展而进展。直到上世纪中叶，电子束与物理气相沉积技术结合并胜利地用于材料焊接及镀膜或涂层的制备。20世纪80年头，美国、德国等西方国家起先利用 EB-PVD工艺制备热障涂层，但由于该设备在西方国家价格昂贵，且制备本钱高，这使得对EB-PVD 技术的开发曾经一度停止。 20世纪50年头，前苏联对EB-PVD设备和工艺的投入全部集中在乌克兰巴顿焊接探讨所，该所设计制造了30多台各种类型的EB-PVD设备。前苏联解体后，在科学院院士B A Movchen的领导下，乌克兰巴顿焊接探讨所成立了电子束国际中心International Center f
24、or Electron Beam Technologies, ICEBT，并将EB-PVD设备的本钱降低到接近西方国家同类设备的1/5。该中心胜利地在叶片上制备出热障涂层，现已得到应用。到了上世纪九十年头中期，随着乌克兰巴顿焊接探讨所研制的低本钱的EB-PVD设备在世界各国的推广，从而掀起了EB-PVD技术的开发的新热潮。 鉴于等离子喷涂APS涂层外表粗糙度大、孔隙多，难以适应气动性要求高的飞行器发动机涡轮转子叶片，加之APS涂层热稳定性和抗热冲击、热腐蚀性差。因此自20世纪70年头起先国外对EB-PVD制备TBCs开展了大量探讨，自20世纪80年头美国、德国均获得可胜利的应用。由于EB-PV
25、D TBCs柱状组织结构，能特殊牢固地粘接在金属基体上，当基体受热膨胀时，柱状陶瓷晶体在水平方向具有大膨胀系数与基体匹配，在平面内的杨氏模量较低，可更多地释放热应力，具有较好的抗热冲击性。正是这种高应力容限，使这种TBCs在高应力发动机上胜利工作而不致剥落。这种特性是等离子喷涂TBCs不具备的。EB-PVD制备的TBCs在航空航天领域得到了广泛应用并发挥了巨大作用，正常状况下，TBCs可降低金属外表温度5080 C，个别高温点降温可达 140 C。 以EB-PVD技术在梯度热障涂层的探讨历程中起的作用为例，为了解决金属与陶瓷热膨胀系数不匹配造成陶瓷层过早剥落现象，德国和加拿大探讨人员最先提出了
26、梯度热障涂层的设想。梯度热障涂层图3顶层YSZYttria Stabilized Zironia陶瓷层，底层为NiCoCrAlY金属粘接层，在二者之间引入了Al2O3-YSZ 梯度过渡层。该系统中金属粘接层到陶瓷层为连续过渡，消退了层状结构的明显层间界面，使涂层力学性能由基体向陶瓷层连续过渡。B A Movchan等人选用Al-Al2O3-YSZ作为梯度过渡材料，利用EB-PVD接受单源多组分蒸发技术制备梯度热障涂层。接受EB-PVD方法制备梯度热障涂层，将在YSZ陶瓷层内形成柱状晶结构，极大地提高陶瓷层的容应变实力。当Al2O3和ZrO2共同蒸发时，将在基体上得到具有微观多孔结构的Al2O3
27、-YSZ混合层，可以降低材料的热导率。EB-PVD制备梯度TBC的抗热震性能得到了提高，在1135 C(24 h)风冷至50 C的热循环试验条件下，涂层能持续1500 h。 图3 梯度系统结构EB-PVD技术原理、设备结构及工艺特点 3.1 EB-PVD技术原理 电子束物理气相沉积EB-PVD技术是电子束技术与物理气相沉积技术相结合的产物。它是在真空环境下，利用高能量密度的电子束加热放入水冷坩埚中的被蒸发材料，使其到达熔融气化状态，并在基板上凝聚成膜的技术。其物理过程如下： 被蒸发材料固态金属熔融物和蒸气气态涂层固态3.2 EB-PVD设备结构 图4为乌克兰GEKONT公司研制的L5型EB-P
28、VD设备。该设备为工业型电子束设备，全长近9 m，总功率为280 kW，由容积为116 m3和位于主真空两侧的1至2个预真空室组成。 图4 EB-PVD设备工作原理图 配备8把电子枪，4个电子枪可分别或同时蒸发对应的4个锭料，2个电子枪用于从下方对基板进行加热，另外2个电子枪用于从上方对基板进行加热。每个电子枪的功率为60 kW，电子枪主要有直式皮尔斯枪和电磁偏转式枪。该设备接受的是直式皮尔斯枪，该枪具有结构简洁，价格低廉和能量密度低等优点。聚焦电压为25 kV，电子束流23 A。3.3 EB-PVD工艺特点 如前所述，电子束物理气相沉积法是以电子束为热源的一种蒸镀方法，在真空环境下一般为01
29、0-2 Pa，利用高能密度的电子束轰击蒸镀材料金属、陶瓷等使之熔化、气化、蒸发，在基板上沉积形成涂层。其工艺具有以下特点： 1在真空条件下着沉积涂层，有利于避开基板和涂层之间污染和氧化，便于获得质量较高的涂层； 2电子束功率易于调整，束斑尺寸和位置易于限制，有利于精确限制涂层厚度；3选择适当的工艺参数，可得到与被蒸镀材料的成分相同，元素含量基本一样的涂层；4与其他蒸镀方法比，蒸发速率和沉积速率高分别可达1015 kg/h和100150 m/min工艺重复性好； 5电子束所具有的高能量密度可以熔化、蒸发一些难熔材料物质，即使蒸气压较低的元素如Mo、Nb等也能利用该工艺蒸发；6基体与涂层之间有较高
30、的结合力。3.4 EB-PVD工艺参数 由于电子束物理气相沉积EB-PVD是一个真空沉积过程，从蒸发材料外表的蒸汽流干脆传输到基体上，沉积物到达基板的外表可能以几种状态存在：与基体完全粘结，扩大进入基体；与基体反应或不与基体反应。而这些均可以通过变更基板的条件或调整气液相的冷却速率来限制。许多制备工艺参数都会影响到EB-PVD涂层的组织结构和性能，如受到剩余气体压强、蒸发材料的性质、电子束的特性以及基板温度等一系列因素的影响。3.4.1 蒸发温度 蒸发温度干脆影响沉积速率和质量，通常将蒸发物质加热，使其平衡蒸气压到达几帕以上，这时的温度定义为蒸发温度。根据热力学理论，材料蒸气压p与温度T之间的
31、关系可以近似表示为： 1 式中：A、B分别为与材料性质相关的常数可以干脆由试验确定或查阅相关文献获得；T为热力学温度，单位为K；p为材料的蒸气压，单位为mmHg。3.4.2 气体压强的影响 为保持蒸气流和电子束可以畅通无阻的传输，必需使真空室的压强保持足够低。假如剩余气体粒子密度处于较低的水平，那么就可以忽视蒸气粒子与电子和剩余气体粒子互相碰撞的影响。但是蒸发外表旁边，高的蒸气密度使蒸气与电子束束流发生互相作用，碰撞使蒸气粒子和电子偏离其原有的轨道，从而降低材料的利用率和能量的利用率，由碰撞引起的电子能量损失伴随着蒸气的激发和电离。对于压强为0.01 Pa的剩余气体来说，蒸气流和电子流之间的互
32、相作用都可以忽视不计；在气体压强为0.011 Pa时，与气体的互相作用特殊显著，必需考虑电子与蒸气之间的互相作用。3.4.3 蒸发和凝合的作用 若用单位时间内从单位面积蒸发的质量即质量蒸发速率Nm来表示蒸发速率，考虑到碰撞到液面或固面的分子只有部分凝合，引入系数 2/3 Tm时，金属逐步地由气相变成液相液滴，当液滴到达确定尺寸之后发生结晶。B A Movchen和A V.Demchishin对基片温度与真空度对涂层微观结构的影响进行具体的探讨，建立了基片温度与涂层结构的关系模型，如图5所示。这一结构模型为后来的许多探讨所确认成为经典的关系模型。该模型的具体内容如下：1当Ts/Tm 0.3时，由
33、于阴影效应和沉积原子在基片外表扩大不充分，使得涂层为圆顶柱状晶结构，晶界有较多孔隙区。从区到区之间为过渡区域，由密排纤维状晶粒组成； 2当0.3 Ts/Tm 0.5时，形成区所示的致密的柱状晶结构，这种涂层结构是由外表扩大限制的凝聚形成的。在这一范围内，随着Ts的增大，柱状晶尺寸也会增大，以Ni为例，其柱状晶尺寸可以从1 m增大到25 m。 3当0.5 Ts/Tm 1时，形成区的再结晶结构，这种结构主要由体扩大限制。 图5 基板温度同涂层结构关系模型结束语 在航空航天领域，利用EB-PVD制备热障涂层，是实现高推重比发动机的一项关键技术。EB-PVD技术在制备TBCs涂层方面有其自身的特点，尤
34、其在改善发动机热端部件性能方面具有显著优势。 本文较为详尽地介绍了EB-PVD技术的进展历史、技术原理、设备、工艺特点，可以看到EB-PVD技术的应用涉及到众多学科领域，包括机械、真空、材料、高压、自控等，是一个多学科交叉进展的高技术集成系统，是先进制造水平的表达。 当今国际上，EB-PVD沉积热障涂层在航空发动机制造中已有20多年的胜利应用阅历，随着我国科技实力的增加以及对EB-PVD技术不断深化探讨，将缩短与国外的差距，使EB-PVD技术在我国国防及民用领域发挥更大的作用。参考文献 张平.热喷涂材料 .北京: 国防工业出版社, 2023. 谢冬柏, 王福会.热障涂层探讨的历史与现状 .材料
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43、3月涂层分厂起先调试生产，在公司领导的支持和各部门的协作下在4月正式投产。随之实行区域平安管理责任制，坚持“平安生产，人人有责，预防为主，综合治理的方针，加大对现场的监督管理，和对环境管理体系、职业健康平安管理体系的不断完善，逐步推动平安管理工作稳步向前。 一、一年工作回顾 1、成立平安生产领导小组；组长负责涂层分厂整体平安工作，副组长协调组织、落实平安检查、监督各项平安教化活动；各主管负责具体平安工作的落实，负责对员工进行平安教化，对各项设施设备进行平安检查，刚好觉察、解除平安隐患。 2、制定涂层分厂平安环保管理网图络和分厂义务消防管理网络图，明确涂机、分切、修理各级管理人员的责任。 3、分
44、厂制定五一、十一、元旦、春节，节前平安大检查方案和每周内部大检查，针对重要危险源、机器设备、危化物品等进行逐一排查，并对平安隐患进行分析制定相应的防护措施。 4、制定担忧全事故应急预案、消防事故应急预案、特种作业事故应急预案，针对预案内容制定演习方案上报安环部并按支配组织预案演习，检验预案可行性。 5、实行责任区域平安生产制，落实责任分区管理。 6、完善环境管理体系和职业健康平安管理体系的缺乏之处，重新对危险源和环境危害因素进行辨识修改，危险源增加55项、重要环境 因素增加11项。 7、规划现场物品定置，做到定责、定人、定点的3定原则。 8、建立劳保发放台账、消防器材台账、特种设备台账。 9、
45、完成新员工三级平安教化培训34人次，保证了分厂平安生产的平稳运行。 10、本共发生担忧全事务4起，工伤费用14800元比较2023年平安形势严峻。对担忧全事务的处理坚持依据四不放过调查制度进行处理，对责任人肃穆处理、重新制定防范措施组织员工认真学习。 二、缺乏之处 1、员工平安意识淡薄，班长平安管理不到位，平安员监督检查不到位。 2、现场管理不精细，现场5S时好时坏、重复发生的现象时有发生。 3、平安培训质量不高，不了解员工的平安培训需求。 4、现场平安方面，由于年轻的新员工较多，整体工作有干劲、有激情、有活力、表现欲望剧烈，但是由于年轻员工平安工作阅历缺乏，对平安隐患没有正确的相识。 三、工
46、作改良方向 1、班组建设要坚持以人为本，以树立班组团队为核心，以强化班组管理为重点，以打造平安生产为主线，以实现创建优胜班组为目标。 2、培训员工树立平安生产责随便识实行区域责任制，要求员工把平安工作放在首位。实行平安管理三步走支配 一要我按全 二我要平安 三我会平安，形成平安工作每天讲、平安工作人人抓的良 好局面。 3、加强日常巡检的监督检查工作，对分厂的人员、设备、设施做到心中有数、刚好消退隐患解除故障放置事故的发生。 4、严格要求班组交接班制度，奖罚分明，引导员工人人参与分厂的平安管理工作。 5、平安生产工作要以主动的心态，百分的努力，齐抓共管人人参与，共同把分厂的平安工作做到更好。 四、2023年平安目标支配 1、严格执行公司各项平安管理规定； 2、责任区域内平安生产事故为、火灾、爆炸事故、中毒以及职业病事故为0； 3、员工千人负伤率为0； 4、平安隐患整改率100%； 5、特种作业工种有效持证上岗率100%； 6、平安、消防设施完好率100%环保设施完好率100%； 五、2023年涂层分厂平安环保工作的主要措施：分厂以安环网络管理为基础，明确、落实、细化责任；以检查、考核、教化、整改、制定措施来推动日常安环工作的顺当进行；进一步完善环境管理体系和职业健康平安管理体系。最终实现涂层分厂平安环保工作的长效管理机制。涂层分厂2023年元月8日报告人：