航空发动机可磨耗涂层在不同碰磨场景下的有毒物质产生机理

摘要：

目的 获得铝硅聚苯酯涂层在发动机不同碰磨条件下磨削物的尺寸、内部结构与其热分解特性的关系,进而揭示有毒气体产生的机理.方法 应用LS-DYNA软件计算压气机在不同运行工况下叶片的伸长量与伸长率,定义碰磨场景.应用等离子喷涂技术(APS)制备铝硅聚苯酯涂层,利用高温超高速可磨耗试验机模拟碰摩场景并开展碰摩试验.利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)表征不同碰摩场景下磨削物颗粒的尺寸、形貌与成分.利用气相色谱-质谱连用仪对不同尺寸、形貌及内部结构的磨削物颗粒开展热分解试验,获得热分解规律及导致客舱引气污染的有害物质.结果 高转速(183 m/s)、低进给率(28μm/s)条件下,磨削物颗粒的平均尺寸约为30.8μm;高转速(183 m/s)、高进给率(257μm/s)条件下,磨削物颗粒的平均尺寸约为74μm;低转速(52 m/s)、低进给率(28μm/s)条件下,磨削物颗粒的平均尺寸约为101.8μm;低转速(52 m/s)、高进给率(257μm/s)条件下,磨削物颗粒的平均尺寸约为119.4μm.当涂层磨削物颗粒尺寸大于100μm时,在210℃附近未发生热解,仅在550℃附近有明显的热解反应;当涂层磨削物颗粒尺寸小于75μm时,在210、550℃附近都有明显的热解现象,且都会产生苯、甲苯等有害物质.结论 线速度基本一致的条件下,磨削物颗粒尺寸与进给率成正相关;进给率基本一致的条件下,磨削物颗粒尺寸与进给率成负相关.磨削物颗粒的热稳定性与颗粒的尺寸、内部结构相关.涂层在高转速下热效应明显,涂层骨架中的聚苯酯发生部分坍塌,内部结构遭到破坏,导致磨削物在低温下发生热解反应,且产生的有害物质会污染客舱引气.

关键词：铝硅聚苯酯、碰磨机理、热裂解、有毒物质

所属期刊栏目：51

分类号：TG174.4(金属学与热处理)

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8页

页码：248-254,290