通过不同能量诱导的动态循环行为设计高性能抗空蚀高熵合金涂层
编号:423 稿件编号:506 访问权限:仅限参会人 更新:2023-03-02 11:06:26 浏览:460次 口头报告

报告开始:2023年04月23日 15:05 (Asia/Shanghai)

报告时间:15min

所在会议:[C] 热喷涂技术论坛 [C2] 下午场

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摘要
空蚀问题广泛存在于船舰螺旋桨等过流机械部件的表面,其限制了部件的使用寿命,给设备安全运行带来了严重风险。然而,目前关于空蚀的研究中,有关空化热的来源还存在着争议,即空化热是由空泡溃灭产生还是材料塑性变形产生尚不明确。关于空化热对材料表面影响的争论加剧了空化侵蚀机理的模糊性,限制了防护材料的发展。在本文中,通过机械能和热能诱导的材料空化响应行为的相互转化或抵消,设计出了一种具有单一FCC相结构,并采用超音速火焰喷涂技术制备的Al10Cr28Co28Ni34高熵合金涂层。研究发现,在空化载荷的作用下,该涂层的平均晶粒尺寸从1.22微米细化到1.02微米,位错密度从1.28×10-10 m-2增加到1. 83×10-10 m-2,并产生了从FCC转变为BCC的马氏体相变;此外,首次发现空化热确实可以诱导晶粒长大,并实现结构弛豫,这证实了作用于材料表面的空化热的温度在理论上高于1206.28 K,也说明空化热在空蚀机制中也起到了重要作用。也就是说,在空蚀过程中,该涂层的表面微观结构始终处于动态循环中。因此,该涂层实现了同时吸收机械冲击能和气泡溃灭释放的热能的目标,同时有效避免了晶体缺陷的过度富集,最终表现出比经典的AlCrCoFeNi 高熵合金涂层好约2倍的抗空蚀性能。这种通过空蚀过程中不同能量诱导的材料表面微观结构的特殊响应行为的抵消或中和的设计理念,为抗空蚀材料的开发提供了一条全新的途径。
关键字
高熵合金涂层,晶粒长大,空蚀,空化热,能量耗散
报告人
曹昊博
中国科学院兰州化学物理研究所

稿件作者
曹昊博 中国科学院兰州化学物理研究所
侯国梁 中国科学院兰州化学物理研究所
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