复合材料学报

作者：刘小冲, 徐友良, 李坚, 罗潇, 郭小军, 胡晓安, 曹学强, 李龙彪, 刘持栋, 董宁, 刘永胜,

关键词：SiC/SiC, 涡轮叶盘, 蛛网仿形(SWS), 环境障碍涂层(EBCs), 超转试验, 台架试验, 燃气涡轮发动机,

涡轮转子是燃气涡轮发动机的核心部件。针对SiC/SiC涡轮叶盘设计、制备与考核验证开展研究，采用蛛网仿形(SWS)SiC纤维预制体作为涡轮叶盘的增强体，预制体表面分别沉积BN界面相与SiC基体，通“在线加工”方式对SiC/SiC涡轮叶盘分别进行粗加工和精加工，采用大气等离子喷涂方法制备环境障碍涂层，形成满足设计要求的涡轮叶盘。采用CT对SiC/SiC涡轮叶盘进行无损检测，表征叶盘内部缺陷分布。针对制备的SiC/SiC涡轮叶盘开展性能评价、超转试验、台架试验等考核验证，研究表明：SiC/SiC涡轮叶盘最大破坏强度达到300 MPa；在室温超转试验中，当转速达到<i>n</i>=104166 r/min时，叶片发生断裂，当转速达到<i>n</i>=108072 r/min时，轮体发生破裂；在发动机台架试验中，累积完成了<i>N</i>=994次最高转速<i>n</i>_max=60000 r/min的循环载荷及<i>N</i>=100次最高转速<i>n</i>_max=70000 r/min的循环载荷试车考核。2022年1月1日，SiC/SiC涡轮叶盘在株洲成功完成了首次飞行试验验证，这也是国内陶瓷基复合材料转子首次配装平台的空中飞行试验，验证了SiC/SiC涡轮转子在航空发动机上应用的可行性。

来源：2023年第3期

《复合材料学报》期刊编辑部

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