曹鑫
- 作品数：12 被引量：55H指数：5
- 供职机构：空军工程大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中国博士后科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：金属学及工艺航空宇航科学技术一般工业技术电气工程更多>>
- 一种用于轴流式压缩机单轮整体叶盘的涂层装置
- 本发明提供的一种用于轴流式压缩机单轮整体叶盘的涂层装置，包括真空腔和夹具，叶盘通过夹具安装在真空腔内，真空腔的侧壁上布置有四个涂层沉积靶，所述四个涂层沉积靶分别为第一靶、第二靶、第四靶和第五靶，其中，第二靶和第四靶置于叶...
- 何卫锋曹鑫李应红廖斌吕长乐杨竹芳
- TC4钛合金与多层TiN/Ti涂层的砂尘冲蚀损伤试验被引量：12
- 2016年
- 建了砂尘冲蚀试验系统,采用粒子成像测速方法获得了气体压力和砂尘速度之间的关系,并在砂尘质量浓度为28.91g/m3,速度为80m/s,冲蚀角度为30°的条件下,对TC4钛合金和多层TiN/Ti涂层进行了冲蚀试验.结果表明:TC4钛合金抗冲蚀损伤能力较差,平均质量损失率达0.7mg/min.多层TiN/Ti涂层可承受砂尘冲蚀200min以上,且TiN/Ti调制比为1∶3涂层的抗冲蚀能力优于调制比为1∶1的涂层.砂尘粒子垂直冲击速度分量引起的微区剥落是涂层冲蚀损伤的主要原因,增加多层涂层韧性是提高其抗冲蚀性能的关键.
- 曹鑫王冠何卫锋张翼飞何光宇杨竹芳
- 关键词：钛合金质量损失率
- DLC、TiN涂层对TC4钛合金抗砂尘冲蚀性能的影响被引量：19
- 2016年
- 为提高TC4钛合金的抗砂尘冲蚀性能,采用金属蒸汽真空弧(MEVVA)离子源注入与磁过滤真空阴极弧(FCVA)沉积复合技术、磁控溅射技术在TC4钛合金表面制备DLC、TiN涂层。采用SEM、Raman、XRD、纳米压痕仪和划痕仪等方法对涂层的物相结构、硬度、弹性模量以及与基体的结合力进行表征。在冲蚀试验平台上考核试样在不同入射角度条件下的抗砂尘冲蚀性能。结果表明:DLC涂层表面结构致密,含有大量sp3键,硬度为62.1 GPa,弹性模量为391.64 GPa,结合力达80.4 N;TiN涂层表面存在许多熔滴颗粒及空穴,硬度为22.72 GPa,弹性模量为383.18 GPa,结合力达34.7 N。30°冲蚀条件下,涂层主要是通过提高基体表面硬度来抵抗砂尘粒子的微切削作用,从而提高TC4钛合金的抗砂尘冲蚀性能。90°冲蚀条件下,涂层通过延缓基体的塑性变形来实现TC4钛合金抗砂尘冲蚀性能的提高。
- 曹鑫何卫锋何光宇廖斌张虹虹李应红
- 关键词：TC4钛合金TIN涂层
- 硬质颗粒重复冲击TiN/Ti涂层损伤分析被引量：7
- 2017年
- 航空发动机压气机叶片表面制备硬质涂层可显著提高其抗砂尘冲蚀性能,但砂粒高角度冲击对涂层损伤严重,易出现脆性裂纹。采用受控动能型重复冲击设备模拟硬质颗粒对涂层的高角度冲击,研究调制比、层数结构对TiN/Ti涂层冲击损伤的影响,并根据涂层损伤特征、冲击力学响应以及应力分布分析涂层的破坏机理。结果表明,TiN/Ti涂层出现剥落和圆周裂纹;硬质层内部、硬质层与结合层/过渡层界面存在高的应力梯度,而冲击坑点边缘硬质层上表层受到拉应力且由于材料堆起,在重复冲击下将导致涂层的疲劳剥落和圆周疲劳裂纹。调制比、层数显著影响涂层冲击响应过程,其中不同调制比的2层涂层,调制比为3:1的抗冲击性能较好;调制比为9:1的不同层数涂层,4层结构的抗冲击性能较好。
- 徐伟胜何光宇蔡振兵廖斌曹鑫何卫锋
- 关键词：发动机叶片接触力
- 一种压气机叶片分区防护涂层及其制备方法
- 本发明提供的一种压气机叶片分区防护涂层以及制备方法，根据受载工况，对压气机叶片的叶盆面和叶背面进行区域划分，针对压气机叶片进气边、叶尖、排气边和叶根等不同部位的服役工况分别设计的具有不同特性的涂层组合，可以克服单一涂层抗...
- 曹鑫何卫锋李应红廖斌杨竹芳吕长乐
- 文献传递
- 一种用于轴流式压缩机单轮整体叶盘的涂层装置
- 本发明提供的一种用于轴流式压缩机单轮整体叶盘的涂层装置，包括真空腔和夹具，叶盘通过夹具安装在真空腔内，真空腔的侧壁上布置有四个涂层沉积靶，所述四个涂层沉积靶分别为第一靶、第二靶、第四靶和第五靶，其中，第二靶和第四靶置于叶...
- 何卫锋曹鑫李应红廖斌吕长乐杨竹芳
- 文献传递
- 多层梯度结构对TiAlSiN涂层摩擦磨损性能的影响被引量：15
- 2018年
- 为提高304不锈钢耐磨损性能,采用磁过滤阴极弧等离子体沉积的方法制备TiAlSiN多层梯度涂层,研究多层梯度结构对涂层摩擦磨损性能的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、纳米压痕仪和划痕仪等方法对涂层的表面形貌、物相结构以及力学性能进行表征,并通过MST-3001摩擦磨损试验仪测试不同结构涂层的摩擦磨损性能。结果表明:与TiAlSiN单层涂层相比,TiAlSiN多层梯度涂层具有更高的结合力和韧性;两种涂层的摩擦因数和磨损率都远小于304不锈钢,其中TiAlSiN多层梯度涂层具有比单层涂层更低的磨损率,磨损率由2.6×104μm3/(N·m)降至8.5×103μm3/(N·m),降低了67.8%,TiAlSiN多层梯度涂层磨痕表面光滑致密,主要磨损机制为轻微粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损的协同作用。
- 谭超何卫锋曹鑫廖斌何光宇杨竹芳
- 关键词：磨损率
- 恒定动能Si_3N_4颗粒重复冲击不同厚度TiN/Ti涂层损伤特征对比分析被引量：4
- 2018年
- 目的研究砂粒冲击航空发动机压气机叶片不同厚度的TiN/Ti硬质涂层损伤特征与机理。方法采用Si3N4硬质球恒定动能垂直重复冲击试验方法,研究厚度对TiN/Ti涂层冲击损伤的影响。通过对比涂层动力学响应、能量吸收率、冲击坑点轮廓、H3/E2值和损伤形貌,分析不同厚度涂层的冲击坑点损伤特征。利用ABAQUS软件仿真获得垂直冲击下涂层的应力分布。结果在调制比为9∶1的两层TiN/Ti涂层中,厚度为25μm的涂层坑点直径最大,达到382.49μm,比坑点直径最小的涂层(20μm)大了24.8%;厚度为25μm的涂层坑点最深,达到8.17μm,比坑点最浅的涂层(15μm)大了49.9%;厚度为5μm涂层的接触力峰值最大,为161.4 N,比接触力峰值最小的涂层(20μm)大了26.1%。随着涂层厚度的增加,涂层的抗冲击能力先增加后减小,厚度为20μm的涂层抗冲击能力最好。冲击坑点损伤特征有三种:中心区与过渡区的疲劳剥落与疲劳磨损,边缘区的疲劳圆周裂纹与疲劳剥落,涂层/基体变形,其中,以剥落为主。结论硬质层内的应力梯度和重复交变拉/压应力导致硬质层内产生疲劳圆周裂纹和疲劳剥落,硬质层与结合层界面处的高应力梯度导致产生层间疲劳剥落。
- 吕长乐何卫锋徐伟胜蔡振兵廖斌曹鑫谭超
- 关键词：动力学响应疲劳剥落
- 离子注入对TC4钛合金TiN/Ti涂层结合力和抗砂尘冲蚀性能的影响被引量：6
- 2020年
- 目的通过离子注入提高TiN/Ti涂层的结合力和抗冲蚀性能。方法先采用金属蒸气真空弧(MEVVA)离子源在TC4基体上分别注入四种离子(Mo、Ti、Nb、Co),再用磁过滤真空阴极弧(FCVA)技术制备TiN/Ti涂层。采用非球面测量仪、AFM、XRD和纳米压痕仪,对四种离子注入的TC4基体表面粗糙度、表面形貌、物相结构、纳米硬度和弹性模量进行表征,采用划痕仪测量涂层的结合力,采用涂层冲蚀考核平台对不同试样进行砂尘冲蚀性能试验。结果经过Mo、Ti、Nb离子注入的TiN/Ti涂层的结合力和抗冲蚀性能都有提高,其中Mo离子注入的TiN/Ti涂层的结合力达71 N、耐冲蚀时间为80 min,与未离子注入涂层相比,分别增加31.5%和77.8%,而平均冲蚀率降低39.5%,仅为0.0078mg/g。Co离子注入的TiN/Ti涂层的结合力仅为40 N,平均冲蚀率增大了19.0%,达0.0433 mg/g,其抗砂尘冲蚀性能明显下降。结论离子注入涂层的抗砂尘冲蚀性能与结合力密切相关,随着结合力的增大,TiN/Ti涂层的平均冲蚀率减小,其耐冲蚀时间增加,选择合适的离子注入可提高TiN/Ti涂层的抗冲蚀性能。
- 黄达何卫锋吕长乐曹鑫廖斌汪世广
- 关键词：TC4钛合金离子注入结合力
- 磁过滤工艺及涂层厚度对TC4表面TiN涂层抗冲蚀性能的影响
- 为了研究磁过滤工艺及涂层厚度对TiN涂层的抗冲蚀性能的影响,采用多弧离子镀及磁过滤阴极弧离子镀工艺在TC4钛合金表面制备了不同厚度的TiN涂层.采用SEM、XRD、纳米压痕仪和划痕仪等方法对涂层的物相结构、硬度、弹性模量...
- 曹鑫何卫锋廖斌何光宇徐伟胜
- 关键词：涂层厚度TIN涂层抗冲蚀性能
