镍铬铁铝氮化硼可磨耗封严涂层与Ti2AlNb基材及叶片的匹配性研究

《镍铬铁铝氮化硼可磨耗封严涂层与Ti2AlNb基材及叶片的匹配性研究》是一篇关于航空发动机关键部件材料匹配性的学术论文。该研究聚焦于镍铬铁铝氮化硼（NiCrFeAlB-Nb）可磨耗封严涂层与Ti2AlNb基材及其叶片之间的匹配性问题，旨在为航空发动机的高效运行和长寿命设计提供理论依据和技术支持。

在现代航空发动机中，封严涂层被广泛应用于涡轮叶片和导向叶片的端面密封部位，以减少气体泄漏、提高效率并延长使用寿命。由于高温、高压和高转速的工作环境，封严涂层需要具备良好的耐磨性、热稳定性以及与基材的良好结合性能。而Ti2AlNb合金因其优异的高温强度、低密度和良好的抗疲劳性能，近年来逐渐成为新一代航空发动机叶片的重要候选材料之一。

然而，Ti2AlNb合金与传统封严涂层之间可能存在界面相容性差、热膨胀系数不匹配等问题，导致涂层在使用过程中出现裂纹、剥落等现象，影响发动机的可靠性。因此，研究一种适用于Ti2AlNb基材的新型可磨耗封严涂层具有重要意义。

本文提出的镍铬铁铝氮化硼可磨耗封严涂层，是一种由多种金属元素组成的复合材料体系。其中，镍、铬、铁作为主要基体元素，提供了良好的高温抗氧化性和机械性能；铝则有助于形成稳定的氧化层，增强涂层的耐热性；而氮化硼的加入，则显著提高了涂层的润滑性和可磨耗性，使其在高速旋转条件下能够有效减少摩擦损失。

为了评估该涂层与Ti2AlNb基材的匹配性，研究人员采用了一系列实验手段，包括X射线衍射分析、扫描电子显微镜观察、热膨胀系数测试以及力学性能测试等。实验结果表明，镍铬铁铝氮化硼涂层与Ti2AlNb基材之间具有良好的界面结合力，且两者的热膨胀系数较为接近，能够有效降低热应力对涂层的影响。

此外，研究还通过模拟航空发动机的实际工况条件，对涂层进行了高温循环试验和磨损性能测试。结果显示，该涂层在高温环境下表现出优异的稳定性，且在多次磨损后仍能保持良好的密封性能，显示出其在实际应用中的巨大潜力。

通过对涂层与基材的微观结构、界面结合状态以及物理化学性能的深入分析，本文揭示了镍铬铁铝氮化硼可磨耗封严涂层与Ti2AlNb基材之间良好的匹配性。这一研究成果不仅为航空发动机封严技术的发展提供了新的材料选择，也为未来高性能航空材料的设计与应用提供了重要的理论支持。

综上所述，《镍铬铁铝氮化硼可磨耗封严涂层与Ti2AlNb基材及叶片的匹配性研究》是一篇具有重要工程价值的学术论文。它不仅推动了航空材料科学的发展，也为提升航空发动机性能和可靠性提供了关键技术支撑。