| 摘要 | 第4-5页 |
| ABSTRACT | 第5-6页 |
| 第一章 绪论 | 第11-33页 |
| 1.1 课题背景 | 第11-12页 |
| 1.2 燃气轮机的工作原理及构造材料 | 第12-15页 |
| 1.2.1 燃气轮机的工作原理 | 第12-14页 |
| 1.2.2 燃气轮机的部件与工作环境 | 第14-15页 |
| 1.2.3 本课题研究的燃气轮机概况 | 第15页 |
| 1.3 热障涂层研究进展综述 | 第15-30页 |
| 1.3.1 热障涂层的研究现状与发展趋势 | 第15-17页 |
| 1.3.2 热障涂层结构 | 第17-20页 |
| 1.3.3 陶瓷层的材料选择 | 第20-22页 |
| 1.3.4 粘结层的材料选择 | 第22-24页 |
| 1.3.5 热障涂层制备技术 | 第24-28页 |
| 1.3.5.1 大气等离子喷涂（APS） | 第24-25页 |
| 1.3.5.2 电子束物理气相沉积（EB-PVD） | 第25-27页 |
| 1.3.5.3 超音速火焰喷涂法（HVOF） | 第27-28页 |
| 1.3.6 金属/陶瓷梯度热障涂层 | 第28页 |
| 1.3.7 热障涂层在高温下的失效 | 第28-30页 |
| 1.3.7.1 热障涂层失效的应力来源 | 第29-30页 |
| 1.3.7.2 热障涂层的失效形式 | 第30页 |
| 1.3.7.3 热障涂层的失效机制 | 第30页 |
| 1.4 本课题研究内容及意义 | 第30-33页 |
| 第二章 实验材料、实验设备及实验方法 | 第33-43页 |
| 2.1 实验材料 | 第33-36页 |
| 2.1.1 基体材料 | 第33-34页 |
| 2.1.2 喷涂材料 | 第34-36页 |
| 2.2 喷涂设备介绍 | 第36页 |
| 2.2.1 超音速火焰喷涂设备 | 第36页 |
| 2.2.2 等离子喷涂设备 | 第36页 |
| 2.3 热障涂层的制备 | 第36-37页 |
| 2.3.1 双层热障涂层的制备 | 第36页 |
| 2.3.2 梯度热障涂层的制备 | 第36-37页 |
| 2.4 涂层金相及微观组织分析方法 | 第37-38页 |
| 2.4.1 金相试样制备 | 第37页 |
| 2.4.2 微观组织形貌分析 | 第37-38页 |
| 2.4.3 涂层的孔隙率分析 | 第38页 |
| 2.5 涂层的性能测试方法 | 第38-43页 |
| 2.5.1 涂层结合强度测试 | 第38-39页 |
| 2.5.2 涂层导热系数测试 | 第39-40页 |
| 2.5.3 涂层隔热性能测试 | 第40-42页 |
| 2.5.4 涂层抗热震性能测试 | 第42-43页 |
| 第三章 双层热障涂层制备工艺与组织结构 | 第43-66页 |
| 3.1 粘结层的工艺优化与组织结构 | 第43-54页 |
| 3.1.1 粘结层的工艺优化 | 第43-54页 |
| 3.1.1.1 不同喷涂距离对粉末熔化的影响 | 第43-46页 |
| 3.1.1.2 氧-燃气流量对粉末熔化的影响 | 第46-53页 |
| 3.1.1.3 冷却气体（空气）对粉末熔化的影响 | 第53页 |
| 3.1.1.4 HVOF最佳工艺参数 | 第53-54页 |
| 3.1.2 粘结层优化后的组织结构 | 第54页 |
| 3.2 陶瓷层的工艺优化与组织结构 | 第54-63页 |
| 3.2.1 陶瓷层的工艺优化 | 第54-63页 |
| 3.2.1.1 喷涂距离对涂层组织的影响 | 第55-57页 |
| 3.2.1.2 送粉量对涂层组织的影响 | 第57-60页 |
| 3.2.1.3 主气流量对涂层组织的影响 | 第60页 |
| 3.2.1.4 喷涂功率对涂层组织的影响 | 第60-62页 |
| 3.2.1.5 最佳喷涂参数 | 第62-63页 |
| 3.2.2 陶瓷层优化后的组织结构 | 第63页 |
| 3.3 热障涂层的组织结构分析 | 第63-64页 |
| 3.4 本章小结 | 第64-66页 |
| 第四章 双层热障涂层的性能测试与评价 | 第66-100页 |
| 4.1 双层热障涂层结合强度分析 | 第66-68页 |
| 4.1.1 涂层结合强度研究内容 | 第66-67页 |
| 4.1.2 喷涂参数对涂层结合强度的影响 | 第67-68页 |
| 4.2 热障涂层导热系数测试 | 第68-76页 |
| 4.2.1 热障涂层的比热容与密度 | 第68-71页 |
| 4.2.2 热障涂层的热扩散系数与热导率 | 第71-73页 |
| 4.2.3 热障涂层热导率的影响因素 | 第73-76页 |
| 4.2.3.1 涂层材料对热障涂层热导率的影响 | 第73-75页 |
| 4.2.3.2 制备方法对热障涂层热导率的影响 | 第75-76页 |
| 4.2.3.3 成分变化对热障涂层热导率的影响 | 第76页 |
| 4.3 热障涂层隔热性能 | 第76-91页 |
| 4.3.1 热障涂层体系传热过程分析 | 第76-81页 |
| 4.3.1.1 对流换热 | 第77-78页 |
| 4.3.1.2 热传导 | 第78-79页 |
| 4.3.1.3 热辐射 | 第79-80页 |
| 4.3.1.4 界面热阻 | 第80-81页 |
| 4.3.2 传热过程的影响因素分析 | 第81-83页 |
| 4.3.2.1 对流换热的影响因素 | 第81-82页 |
| 4.3.2.2 热传导的影响因素 | 第82页 |
| 4.3.2.3 辐射换热的影响因素 | 第82页 |
| 4.3.2.4 界面热阻的影响因素 | 第82-83页 |
| 4.3.3 热障涂层隔热效果理论 | 第83-89页 |
| 4.3.3.1 理论计算公式 | 第83-85页 |
| 4.3.3.2 吸热过程 | 第85-86页 |
| 4.3.3.3 散热过程 | 第86-87页 |
| 4.3.3.4 热平衡状态下的隔热效果计算 | 第87-89页 |
| 4.3.4 隔热温差法实测结果分析 | 第89-91页 |
| 4.4 热障涂层抗热震性能 | 第91-98页 |
| 4.4.1 热震试验前后涂层的表面宏观形貌 | 第91-93页 |
| 4.4.2 热障涂层抗热震性能原理分析 | 第93-95页 |
| 4.4.2.1 热障涂层热震后失效类型 | 第93页 |
| 4.4.2.2 热障涂层热震失效过程 | 第93-94页 |
| 4.4.2.3 热障涂层热震失效原因 | 第94-95页 |
| 4.4.3 热障涂层残余应力分析 | 第95-98页 |
| 4.4.3.1 热障涂层残余应力表达式 | 第95-96页 |
| 4.4.3.2 热障涂层残余应力计算 | 第96-97页 |
| 4.4.3.3 残余应力的影响因素 | 第97-98页 |
| 4.5 本章小结 | 第98-100页 |
| 第五章 梯度热障涂层 | 第100-127页 |
| 5.1 梯度热障涂层的设计 | 第100-101页 |
| 5.2 梯度热障涂层的工艺优化 | 第101-116页 |
| 5.2.1 正交试验设计 | 第101-103页 |
| 5.2.2 正交试验结果与分析讨论 | 第103-107页 |
| 5.2.3 工艺参数对涂层孔隙率的影响 | 第107-112页 |
| 5.2.3.1 喷涂距离对涂层孔隙率的影响 | 第108-109页 |
| 5.2.3.2 送粉量对涂层孔隙率的影响 | 第109页 |
| 5.2.3.3 主气（N2）流量对涂层孔隙率的影响 | 第109-111页 |
| 5.2.3.4 喷涂电流对涂层孔隙率的影响 | 第111-112页 |
| 5.2.4 最佳喷涂参数 | 第112页 |
| 5.2.5 优化后的梯度热障涂层的组织结构分析 | 第112-116页 |
| 5.3 梯度热障涂层结合强度 | 第116-118页 |
| 5.4 梯度热障涂层的抗热震性能 | 第118-125页 |
| 5.4.1 试验结果与分析 | 第118-122页 |
| 5.4.2 热震特性分析 | 第122-123页 |
| 5.4.2.1 梯度热障涂层热震特性分析 | 第122-123页 |
| 5.4.2.2 陶瓷层热震特性分析 | 第123页 |
| 5.4.2.3 过渡层热震特性分析 | 第123页 |
| 5.4.3 热震裂纹的形成和扩展 | 第123-125页 |
| 5.5 本章小结 | 第125-127页 |
| 第六章 结论 | 第127-129页 |
| 参考文献 | 第129-140页 |
| 致谢 | 第140-141页 |
| 在学期间发表的学术论文和参加科研情况 | 第141页 |