先进燃气轮机设计制造基础专著系列：热障涂层强度理论与检测技术 下载 mobi epub pdf 电子书 2024

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内容简介

　　热障涂层技术是重型燃气轮机研发中的六大核心技术之一。
　　《先进燃气轮机设计制造基础专著系列：热障涂层强度理论与检测技术》详细介绍了近年来在热障涂层强度理论与检测技术方面的理论、数值和实验研究成果。主要内容包括热障涂层的高温氧化行为，热障涂层制备过程中的热应力，热障涂层系统中的热生长氧化应力，热障涂层系统中的表面、界面裂纹及其相互竞争，层级热障涂层系统中的应力和裂纹问题，热障涂层的烧结和冲蚀损伤，涂层系统的强度评价与无损检测方法。相关研究对未来先进热障涂层的设计、制备及强度评价具有借鉴意义。
　　《先进燃气轮机设计制造基础专著系列：热障涂层强度理论与检测技术》可为从事重型燃气轮机、航空发动机等领域热障涂层技术的工程技术人员和科研人员提供参考。

内页插图

目录

前言/序言

　　燃气轮机是清洁高效火电能源系统的核心动力装备之一。从燃气轮机的发展历程来看，透平前燃气温度代表了燃气轮机的技术水平，人们在不断追求燃气温度的提高。目前，F级重型燃气轮机的燃气温度为1400℃，G／H/J级已达1500～1600℃，未来将高达1700℃及以上。这种极端高温服役环境对透平叶片的强度、设计和制造提出了严峻挑战。要进一步提高透平前燃气温度，有以下几个途径可供选择：①开发能够承受更高温度的高温合金叶片材料，但成本高，周期长；②制备单晶或定向晶叶片，但难度大，成品率低；③采用高效的叶片内部冷却结构与气膜冷却技术，这会大大增加叶片的制造成本；④采用先进的热障涂层（Thermalbarriercoating，TBC）技术。相比而言，TBC技术成本较低，效果明显，是发展先进重型燃气轮机的核心技术之一。
　　TBC技术的主要思想是将高温环境下具有较低热导率和较高稳定性的材料覆盖于基材表面形成热障层。TBC不仅具有热障效果，而且还能防止氧化、腐蚀、外来物冲蚀等对叶片造成的损伤。20世纪50年代以来，TBC技术就受到了广泛关注并得到迅速发展，在燃气轮机发展进程中发挥了重要作用。随着先进重型燃气轮机的研发，对TBC技术提出了更高要求。因此，深入研究TBC的强度理论和检测技术，对其设计、制备及强度评价具有重要意义，对燃气轮机的安全服役具有重要作用。
　　2006年本项目组承担了我国重型燃气轮机制造基础研究的第一个国家973计划项目，2012年得到持续支持，分别以F级重型燃气轮机（透平前燃气温度1400℃）和J级重型燃气轮机（透平前燃气温度1600℃）为背景，研究了稳定高效热障系统的制备方法、强度理论及检测技术。我们拟通过本专著来总结十余年来的研究成果。
　　全书共分为九章和一个附录。第1章是TBC系统结构、制备方法与典型失效模式，由王铁军、范学领撰写。第2章是TBC系统的高温氧化，由丁秉钧、梁工英、白宇、唐健江撰写。第3章是TBC制备过程中的热应力，由王铁军、宋岩撰写。第4章是TBC系统中的热生长应力，由王铁军、孙永乐撰写。第5章是TBC系统中的裂纹问题，由王铁军、范学领撰写。第6章是梯度TBC系统中的应力和裂纹问题，由王铁军、范学领、宋岩撰写。第7章是TBC系统的烧结与外来物损伤，由王铁军、范学领、吕伯文撰写。第8章是TBC强度评价，由王铁军、范学领撰写。第9章是TBC定量无损检测技术，由陈振茂、李勇撰写。附录部分介绍了涂层断裂分析中的相关数值计算方法，由范学领、侯成撰写。全书由王铁军统稿。
　　本专著得到了国家出版基金和国家重点基础研究发展计划的支持，在撰写、编辑及出版过程中，得到许多专家学者的无私帮助，在此表示感谢。在本书撰写过程中，张伟旭、李彪、苏罗川、李群、江鹏、李定骏、裴翠祥等提供了相关资料帮助，刘鹏飞、王销彬、王晓康等在修改相关图的格式方面提供了帮助，在此一并致谢。特别感谢西安交通大学出版社给予的重视和支持，以及相关人员付出的辛勤劳动。
　　希望本书能为我国燃气轮机的热障涂层技术提供借鉴，能为从事重型燃气轮机、航空发动机及其他相关领域的技术人员、专家学者等提供参考。本书也可供相关专业人员及高等院校研究生参考。
　　鉴于作者水平有限，缺点和错误在所难免，恳请读者批评指正。
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