热障涂层在飞机APU中的应用、失效形式与维护方法

摘要：

飞机辅助动力装置(Auxiliary Power Unit,APU)是当前主流民用飞机上必不可少的部件,而热障涂层在APU中的应用能够减少发动机油耗、提升效率、延长热端部件的使用寿命.首先概述了飞机辅助动力装置的结构和工作原理,以及热障涂层的材料及结构体系.其次归纳了飞机APU常见热端部件中热障涂层的制备技术及应用特点,主要对大气等离子(Air Plasma Spraying,APS)和电子束物理气相沉积(Electron-Beam Physical Vapor Deposition,EB-PVD)等2种热障涂层进行了论述.在此基础上,重点综述了热障涂层在民用飞机APU中的典型失效形式,包括高温氧化失效、烧结失效、CMAS腐蚀、颗粒物冲击等,同时结合热障涂层热生长氧化物(Thermally Grown Oxide,TGO)生长、应变能释放、蠕变与疲劳、颗粒物沉积、外来物损伤等行为,对以上失效形式的失效机理进行了重点论述;分别从微观结构观察、断裂力学参数计算、有限元建模等方面详细阐述了飞机APU热障涂层的失效分析手段与方法.最后结合航空公司的实际运营情况对提升APU使用寿命和系统可靠性给出了基于热障涂层的维护建议和预防措施.

关键词：辅助动力装置、热端部件、热障涂层、失效分析、维护方法

所属期刊栏目：51

分类号：TG148;V257(金属学与热处理)

资助基金：天津市教委科研计划;天津市省部级科研机构开放基金

在线出版日期：2022-07-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：170-179,203