针对燃煤电厂锅炉水冷壁爆管问题,研究设计了一种热膨胀系数梯度变化的涂层结构.为了提高涂层与基体的结合强度,计算了涂层及管壁的温度场及热应力场的分布.结果表明:涂层与管壁的界面处热应力最大,并且热应力与涂层的热膨胀系数成正比,通过调整涂料各成分的含量来改变各层的热膨胀系数；采用双层结构梯度涂层,理论计算表明界面处的最大热应力为1.78 MPa;而通过拉伸力学性能测试得出涂层的平均抗剪切强度为5.60 MPa,是界面处最大热应力值的3倍左右.因此,在管壁表面啧涂功能梯度涂层,能够缓和涂层与基体界面间的热应力.
梯度涂层 陶瓷 温度场 热应力场 剪切强度